動量守恒定律 課件-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第一章動量守恒定律1.3

動量守恒定律三、小結(jié)四、練習(xí)二、知識講解目錄一、上節(jié)回溯1．沖量：I＝FΔt

；2．動量定理：I＝Δp；一、上節(jié)回溯

第一節(jié)中我們通過分析一輛運動的小車碰撞一輛靜止的小車，得出碰撞前后兩輛小車動量之和不變的結(jié)論。對于冰壺等物體的碰撞也是這樣嗎？怎樣證明這一結(jié)論呢？這是一個普遍的規(guī)律嗎？二、知識講解——相互作用的兩個物體的動量改變問題引入動量定理給出了單個物體在一個過程中所受力的沖量與它在這個過程始末的動量變化的關(guān)系，即FΔt＝p′－p

。如果利用動量定理研究相互作用的兩個物體，能得出怎樣的關(guān)系呢？二、知識講解——相互作用的兩個物體的動量改變思考m1m2v1v2BA如圖在光滑的水平桌面上的兩個做勻速直線運動的物體A、B，其中v2>v1。二、知識講解——相互作用的兩個物體的動量改變推導(dǎo)m1m2v2v1BAm1m2v′2v′1BAm1m2F2F1BA當(dāng)B追上A，發(fā)生碰撞后，對A：F1Δt＝m1v′1－m1v1對B：F2Δt＝m2v′2－m2v2根據(jù)牛頓第三定律可知，F(xiàn)1＝－F2，則：m1v′1－m1v1＝－(m2v′2－m2v2)m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2在整個碰撞過程中兩個物體的受力情況是怎樣的？二、知識講解——相互作用的兩個物體的動量改變思考m1m2F2F1BAN1N2G2G1假如給A或B上施加一個力F

，那么兩個物體的動量之和會變化嗎？試著猜想一下，要想保持兩個物體動量之和不變需要滿足什么條件。1．系統(tǒng)：由兩個（或多個）相互作用的物體構(gòu)成的整體叫作一個力學(xué)系統(tǒng)；2．內(nèi)力：系統(tǒng)中物體間的相互作用力，叫作內(nèi)力；3．外力：系統(tǒng)以外的物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力，叫作外力。二、知識講解——動量守恒定律動量守恒定律相關(guān)概念1．內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變；2．表達(dá)式：（1）p1＋p2＝p′1＋p′2或m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2；（2）Δp＝0；3．適用條件：（1）系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零；（2）系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，外力的作用可以忽略，系統(tǒng)動量守恒。（3）系統(tǒng)在某一方向上的合外力為零時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒。二、知識講解——動量守恒定律動量守恒定律如圖，靜止的兩輛小車用細(xì)線相連，中間有一個壓縮了的輕質(zhì)彈簧。燒斷線后，由于彈力作用，兩輛小車分別向左、右運動，它們都獲得了動量，它們的總動量是否增加了？二、知識講解——動量守恒定律思考與討論例題1：

如圖1.3-3，在列車編組站里，一輛質(zhì)量為1.8×104kg的貨車在平直軌道上以2m/s的速度運動，碰上一輛質(zhì)量為2.2×104kg的靜止貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運動。求碰撞后運動的速度。二、知識講解——動量守恒定律圖1.3-3分析

兩輛貨車在碰撞過程中發(fā)生相互作用，將它們看成一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是我們的研究對象。系統(tǒng)所受外力有：重力、地面支持力和摩擦力。重力與支持力之和等于0，摩擦力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的內(nèi)力，可以忽略。因此，可以認(rèn)為碰撞過程中系統(tǒng)所受外力的矢量和為0，動量守恒。

為了應(yīng)用動量守恒定律解決這個問題，需要確定碰撞前后的動量。二、知識講解——動量守恒定律解已知m1＝1.8×104kg，m2＝2.2×104kg。沿碰撞前貨車運動的方向建立坐標(biāo)軸（圖1.3-3），有v1＝2m/s。設(shè)兩車結(jié)合后的速度為v

。兩車碰撞前的總動量為：p＝m1v1二、知識講解——動量守恒定律

例題2：

一枚空中飛行的火箭質(zhì)量為m

，在某時刻的速度為

v，方向水平，燃料即將耗盡。此時，火箭突然炸裂成兩塊（圖1.3-4），其中質(zhì)量為m1

的一塊沿著與

v方向相反的方向飛去，速度為v1

。求炸裂后另一塊的速度v2

。二、知識講解——動量守恒定律圖1.3-4分析

炸裂前，可以認(rèn)為火箭是由質(zhì)量為

m1和（m－m1）的兩部分組成。考慮到燃料幾乎用完，火箭的炸裂過程可以看作炸裂的兩部分相互作用的過程。這兩部分組成的系統(tǒng)是我們的研究對象。

在炸裂過程中，火箭受到重力的作用，所受外力的矢量和不為0，但是所受的重力遠(yuǎn)小于爆炸時的作用力，所以可以認(rèn)為系統(tǒng)滿足動量守恒定律的條件。二、知識講解——動量守恒定律解火箭炸裂前的總動量為p＝mv

炸裂后的總動量為p′＝m1v1＋(m－m1)v2二、知識講解——動量守恒定律

1．判斷系統(tǒng)是否滿足動量守恒。二、知識講解——動量守恒定律利用動量守恒定律解題思路明確系統(tǒng)明確過程判斷系統(tǒng)動量是否守恒2．運用動量守恒條件解決問題。找到始末狀態(tài)，列方程解方程，求未知量動量守恒定律在涉及多力問題時，相比牛頓運動定律可以將問題大大簡化。

動量守恒定律的適用范圍非常廣泛。近代物理學(xué)的研究對象已經(jīng)擴展到我們直接經(jīng)驗所不熟悉的高速（接近光速）、微觀（小到分子、原子尺度）領(lǐng)域，這些領(lǐng)域，牛頓運動定律不再適用，而動量守恒定律仍然正確。二、知識講解——動量守恒定律動量守恒定律的普適性1．系統(tǒng)；2．內(nèi)力；3．外力；4．動量守恒定律；5．動量守恒定律的適用條件；三、小結(jié)1．甲、乙兩人靜止在光滑的地面上，甲推乙后，兩人向相反的方向滑去。在甲推乙之前，兩人的總動量為0；甲推乙后，兩人都有了動量，總動量還等于0嗎？已知甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg，求甲的速度與乙的速度之比。答：兩個人所構(gòu)成的系統(tǒng)所受外力的矢量和為零，所以動量守恒，因此甲推乙后總動量還是等于0，設(shè)甲的速度為v1，乙的速度為v2，根據(jù)動量守恒定律有：m1v1－m2v2＝0甲、乙速度之比：v1:v2＝10:9四、練習(xí)2．在光滑水平面上，A、B兩物體在同一直線上沿同一方向運動，A的質(zhì)量是5kg，速度是9m/s，B的質(zhì)量是2kg，速度是6m/s。A從后面追上B，它們相互作用一段時間后，B的速度增大為10m/s，方向不變，這時A的速度是多大？方向如何？答：A、B在光滑的水平地面上相互作用，A、B構(gòu)成的系統(tǒng)所受外力為0，因此滿足動量守恒條件，根據(jù)動量守恒定律：m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2代入數(shù)據(jù)可得：v′1＝7.4m/s，所以A、B相互作用一段時間后，A的速度變?yōu)?.4m/s，方向不變。四、練習(xí)3．質(zhì)量為10g的子彈，以300m/s的速度射入質(zhì)量是24g、靜止在光滑水平桌面上的木塊。（1）如果子彈留在木塊中，木塊運動的速度是多大？（2）如果子彈把木塊打穿，子彈穿過木塊后的速度為100m/s，這時木塊的速度又是多大？

四、練習(xí)

四、練習(xí)4．某機車以0.4m/s的速度駛向停在鐵軌上的7節(jié)車廂，與它們對接。機車與第一節(jié)車廂相碰后，它們連在一起具有一個共同的速度，緊接著又與第二節(jié)車廂相碰，就這樣直至碰上最后一節(jié)車廂。設(shè)機車和車廂的質(zhì)量都相等，求與最后一節(jié)車廂碰撞后列車的速度。列車與鐵軌的摩擦忽略不計。答：設(shè)機車的質(zhì)量為m

，與最后一節(jié)車廂碰撞后列車的速度為v′根據(jù)動量守恒定律，則有：mv＝8mv′，可得：v′＝0.05m/s

。四、練習(xí)5．甲、乙兩物體沿同一