202X版高中物理第1章碰撞與動(dòng)量守恒1.2課時(shí)2動(dòng)量守恒定律課件滬科版選修3_5

1、課時(shí)2動(dòng)量守恒定律第1章1.2探究動(dòng)量守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念.2.知道動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式，理解守恒的條件.3.了解動(dòng)量守恒定律的普遍意義，會初步利用動(dòng)量守恒定律解決實(shí)際問題.內(nèi)容索引知識探究新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)題型探究重點(diǎn)難點(diǎn) 各個(gè)擊破達(dá)標(biāo)檢測當(dāng)堂檢測 穩(wěn)固反響知識探究一、系統(tǒng)、內(nèi)力、外力導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，公路上有三輛汽車發(fā)生了追尾事故.如果將甲、乙兩輛汽車看做一個(gè)系統(tǒng)，丙車對乙車的作用力是內(nèi)力，還是外力？如果將三輛車看成一個(gè)系統(tǒng)，丙車對乙車的力是內(nèi)力還是外力？答案答案內(nèi)力是系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力，外力是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力.如果將甲車和乙車

2、看成一個(gè)系統(tǒng)，丙車對乙車的力是外力，如果將三輛車看成一個(gè)系統(tǒng)，丙車對乙車的力是內(nèi)力.答案圖1知識梳理知識梳理 1.系統(tǒng)：幾個(gè)有 的物體.2.內(nèi)力： 物體間的相互作用力.3.外力：系統(tǒng) 的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力.相互作用系統(tǒng)內(nèi)外導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖如圖2所示，光滑水平桌面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為所示，光滑水平桌面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和和m2的小球，正沿著同一直線向一樣的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度分別是的小球，正沿著同一直線向一樣的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度分別是v1和和v2，v2v1.當(dāng)?shù)诙€(gè)小球追上第一個(gè)小球時(shí)兩球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球的速當(dāng)?shù)诙€(gè)小球追上第一個(gè)小球時(shí)兩球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球的速度分別為度分別

3、為v1和和v2.試用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)兩球碰前總動(dòng)量試用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)兩球碰前總動(dòng)量m1v1m2v2與碰后總動(dòng)量與碰后總動(dòng)量m1v1m2v2的關(guān)系的關(guān)系.二、動(dòng)量守恒定律答案圖2答案設(shè)碰撞過程中兩球間的作用力分別為答案設(shè)碰撞過程中兩球間的作用力分別為F1、F2，相互作用時(shí)間為，相互作用時(shí)間為t根據(jù)動(dòng)量定理：根據(jù)動(dòng)量定理：F1tm1(v1v1)，F(xiàn)2tm2(v2v2).因?yàn)橐驗(yàn)镕1與與F2是兩球間的相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律知，是兩球間的相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律知，F(xiàn)1F2，那么有：那么有：m1v1m1v1m2v2m2v2即即m1v1m2v2m1v1m2v2此式說明兩球

4、在相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量，這就此式說明兩球在相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量，這就是動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式.知識梳理知識梳理1.內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng) ，或者 ，那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.2.表達(dá)式：m1v1m2v2 (作用前后動(dòng)量相等).3.適用條件：系統(tǒng) 或者所受合外力 .4.動(dòng)量守恒定律的普適性動(dòng)量守恒定律的適用范圍很廣，它不僅適用于宏觀、低速領(lǐng)域，而且適用于 、 領(lǐng)域.動(dòng)量守恒定律適用于目前為止的一切領(lǐng)域.不受外力所受合外力為零m1v1m2v2不受外力為零微觀高速5.對系統(tǒng)“總動(dòng)量保持不變的理解(1)系統(tǒng)在整個(gè)過程中任意兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量都相

5、等，不能誤認(rèn)為只是初、末兩個(gè)狀態(tài)的總動(dòng)量相等.(2)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，但系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量可能都在不斷變化.(3)系統(tǒng)的總動(dòng)量指系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和，總動(dòng)量不變指的是系統(tǒng)的總動(dòng)量的大小和方向都不變.即學(xué)即用即學(xué)即用1.判斷以下說法的正誤判斷以下說法的正誤.(1)一個(gè)系統(tǒng)初、末態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒一個(gè)系統(tǒng)初、末態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒.( )(2)兩個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生碰撞，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守兩個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生碰撞，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒恒.( )(3)只要系統(tǒng)所受到的合力的沖量為零，動(dòng)量就守恒只要系統(tǒng)所受到的合力的沖量為零，動(dòng)量就守恒.( )(4)系

6、統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零.( )(5)只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，動(dòng)量不可能守恒只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，動(dòng)量不可能守恒.( )答案2.如圖3，質(zhì)量為m的小球A靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為2m的小球B以速度v0與A碰撞后粘在一起，那么粘在一起后AB的共同速度v_.答案圖3題型探究一、動(dòng)量守恒條件的理解1.系統(tǒng)不受外力作用：這是一種理想化的情形.如宇宙中兩星球的碰撞、微觀粒子間的碰撞都可視為這種情形.2.系統(tǒng)受外力作用，但所受合外力為零.如光滑水平面上兩物體的碰撞就是這種情形.3.系統(tǒng)受外力作用，但當(dāng)系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量近

7、似守恒.4.系統(tǒng)受外力作用，所受的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零，那么系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒.例例1(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇)如圖如圖4所示，所示，A、B兩物體質(zhì)量之兩物體質(zhì)量之比比mA mB3 2，原來靜止在平板小車，原來靜止在平板小車C上，上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)突然釋放間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)突然釋放彈簧后，那么以下說法正確的選項(xiàng)是彈簧后，那么以下說法正確的選項(xiàng)是圖4A.假設(shè)A、B與平板車上外表間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.假設(shè)A、B與平板車上外表間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng) 量守恒C.假設(shè)A、B所受的摩擦力大小相等，A、B

8、組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.假設(shè)A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒答案解析解析如果解析如果A、B與平板車上外表間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣，釋放彈簧后，與平板車上外表間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣，釋放彈簧后，A、B分別相對于小車向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力分別相對于小車向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力FfA向右，向右，F(xiàn)fB向左向左.由于由于mA mB3 2，所以，所以FfA FfB3 2，那么，那么A、B組成組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動(dòng)量不守恒，的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動(dòng)量不守恒，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)錯(cuò)誤；對對A、B、C組成的系統(tǒng)，組成的系統(tǒng)，A、B與與C間的摩擦力為內(nèi)

9、力，該系統(tǒng)所受的外間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力為豎直方向上的重力和支持力，它們的合力為零，故該系統(tǒng)的動(dòng)量守力為豎直方向上的重力和支持力，它們的合力為零，故該系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，恒，B、D選項(xiàng)正確；選項(xiàng)正確；假設(shè)假設(shè)A、B所受摩擦力大小相等，那么所受摩擦力大小相等，那么A、B組成的系統(tǒng)所受的外力之和組成的系統(tǒng)所受的外力之和為零，故其動(dòng)量守恒，為零，故其動(dòng)量守恒，C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.1.動(dòng)量守恒定律的研究對象是相互作用的物體組成的系統(tǒng).判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒，與選擇哪幾個(gè)物體作為系統(tǒng)和分析哪一段運(yùn)動(dòng)過程有直接關(guān)系.2.判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒，要注意守恒的條件是不受外力或所受合外力為零，因此要分清

10、哪些力是內(nèi)力，哪些力是外力.3.系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，并不是系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)量都不變.一般來說，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)量是變化的，但系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)量的矢量和是不變的.總結(jié)提升總結(jié)提升針對訓(xùn)練以下情形中，滿足動(dòng)量守恒條件的是針對訓(xùn)練以下情形中，滿足動(dòng)量守恒條件的是A.用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過程中，鐵錘和鐵塊的總動(dòng)量用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過程中，鐵錘和鐵塊的總動(dòng)量B.子彈水平穿過放在光滑水平桌面上的木塊的過程中，子彈和木塊的總子彈水平穿過放在光滑水平桌面上的木塊的過程中，子彈和木塊的總 動(dòng)量動(dòng)量C.子彈水平穿過墻壁的過程中，子彈和墻壁的總動(dòng)量子彈水平穿過墻壁的過程中，子

11、彈和墻壁的總動(dòng)量D.棒擊壘球的過程中，棒和壘球的總動(dòng)量棒擊壘球的過程中，棒和壘球的總動(dòng)量答案1.動(dòng)量守恒定律不同表現(xiàn)形式的表達(dá)式的含義：動(dòng)量守恒定律不同表現(xiàn)形式的表達(dá)式的含義：(1)pp：系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p.(2)m1v1m2v2m1v1m2v2：相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和.(3)p1p2：相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，一個(gè)物體的動(dòng)量變化量與另一個(gè)物體的動(dòng)量變化量大小相等、方向相反.(4)p0：系統(tǒng)總動(dòng)量增量為零.二、動(dòng)量守恒定律的簡單應(yīng)用2.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：例例2如圖如圖5所示，一枚火箭

12、搭載著衛(wèi)星以速率所示，一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置，由進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星別離控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星別離.前局部的衛(wèi)星質(zhì)量為前局部的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后局部的箭體質(zhì)量，后局部的箭體質(zhì)量為為m2，別離后箭體以速率，別離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，假設(shè)忽略空氣阻力及別沿火箭原方向飛行，假設(shè)忽略空氣阻力及別離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，那么別離后衛(wèi)星的速率離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，那么別離后衛(wèi)星的速率v1為為圖5答案解析解析解析根據(jù)動(dòng)量守恒定律有(m1m2)v0m1v1m2v2，例例3質(zhì)量質(zhì)量m110 g的小球在光滑的水平桌面上以的小球在光滑的水平桌面上以30 cm/s的速

13、率向右運(yùn)的速率向右運(yùn)動(dòng)，恰遇上質(zhì)量為動(dòng)，恰遇上質(zhì)量為m250 g的小球以的小球以10 cm/s的速率向左運(yùn)動(dòng)，碰撞后，的速率向左運(yùn)動(dòng)，碰撞后，小球小球m2恰好停頓，那么碰后小球恰好停頓，那么碰后小球m1的速度大小和方向如何？的速度大小和方向如何？答案解析答案答案20 cm/s方向向左解析碰撞過程中，兩小球組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒解析碰撞過程中，兩小球組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒.設(shè)向右為正方向，那么設(shè)向右為正方向，那么v130 cm/s，v210 cm/s；v20.由動(dòng)量守恒定律列方程由動(dòng)量守恒定律列方程m1v1m2v2m1v1m2v2，代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得v120 cm/

14、s.故碰后小球故碰后小球m1的速度大小為的速度大小為20 cm/s，方向向左，方向向左.特別提醒特別提醒利用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)首先選定正方向，然后確定初、末狀態(tài)速度的正負(fù).應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題，在規(guī)定正方向的前提下，要注意各速度的正負(fù)號，求解出未知速度的正負(fù)號，一定要指明速度方向.總結(jié)提升總結(jié)提升達(dá)標(biāo)檢測A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量一樣1.(對動(dòng)量守恒條件的理解)如圖6所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，以下說

15、法正確的選項(xiàng)是1234圖6答案解析1234解析解析由動(dòng)量守恒定律成立的條件可知男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，A、B錯(cuò)誤，C正確；木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量大小相等，方向相反，D錯(cuò)誤.A.木塊A離開墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒B.木塊A離開墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但機(jī)械能守恒C.木塊A離開墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒D.木塊A離開墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但機(jī)械能守恒2.(對動(dòng)量守恒條件的理解)(多項(xiàng)選擇)如圖7所示，在光滑水平地面上有A、B兩個(gè)木塊，A、B之間用一輕彈簧連接.A靠在墻壁上，用

16、力F向左推B使兩木塊之間的彈簧壓縮并處于靜止?fàn)顟B(tài).假設(shè)突然撤去力F，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是1234圖7答案解析解析假設(shè)突然撤去力解析假設(shè)突然撤去力F，木塊，木塊A離開墻壁前，墻壁對木塊離開墻壁前，墻壁對木塊A有作用力，有作用力，所以所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但由于和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但由于A沒有離開墻壁，墻壁沒有離開墻壁，墻壁對木塊對木塊A不做功，所以不做功，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，選項(xiàng)選項(xiàng)B正確；正確；木塊木塊A離開墻壁后，離開墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，所以系統(tǒng)和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，選項(xiàng)動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.12343.(動(dòng)量守恒定律的簡單應(yīng)用)解放軍魚雷快艇在南海海域附近執(zhí)行任務(wù)，假設(shè)魚雷快艇的總質(zhì)量為M，以速度v前進(jìn)，現(xiàn)沿快艇前進(jìn)方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚雷后，快艇速度減為原來的 ，不計(jì)水的阻力，那么魚雷的發(fā)射速度為1234答案解析解析解析設(shè)快艇的速度方向?yàn)檎较颍?.(動(dòng)量守恒定律的簡單應(yīng)用)如圖8所示，傳送帶以v02 m/s的水平速度把質(zhì)量m20 kg的行李包運(yùn)送到原來靜止在光滑軌道上的質(zhì)量M30 kg的小車上，假設(shè)行李包與車上外表間的動(dòng)摩擦