新教材高中物理第一章動(dòng)量守恒定律第3節(jié)動(dòng)量守恒定律課件新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第一章

動(dòng)量守恒定律第3節(jié)

動(dòng)量守恒定律課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.理解沖量和動(dòng)量。2.通過(guò)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)，理解動(dòng)量定理。3.能用動(dòng)量定理解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。1.物理觀念：理解動(dòng)量、沖量的概念，能在實(shí)際問(wèn)題中計(jì)算動(dòng)量、沖量的大小并判斷其方向。2.科學(xué)探究：理解動(dòng)量定理及其表達(dá)式，能夠利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。要點(diǎn)動(dòng)量守恒定律如果一個(gè)_______①不受_______②，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量___________③。系統(tǒng)外力保持不變①什么叫“系統(tǒng)”？提示相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體構(gòu)成的整體，叫作一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)。②什么叫“外力”？怎么區(qū)分外力與內(nèi)力？提示外力是系統(tǒng)以外的物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力，內(nèi)力是系統(tǒng)中物體間的作用力。區(qū)分外力與內(nèi)力可以看施力物體是系統(tǒng)內(nèi)的物體還是系統(tǒng)外的物體。③系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變是不是意味著系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量都不變？提示不是，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。1.一個(gè)力是內(nèi)力還是外力關(guān)鍵看所選擇的系統(tǒng)，如發(fā)射炮彈時(shí)，以炮彈和炮車為系統(tǒng)，地面對(duì)炮車的力是外力，如果選炮彈、炮車及地球?yàn)橄到y(tǒng)，地面對(duì)炮車的力就是內(nèi)力。2.系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，動(dòng)量依然守恒。系統(tǒng)內(nèi)的摩擦力是內(nèi)力，動(dòng)量是否守恒取決于系統(tǒng)所受外力的情況。3.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀、低速的物體，而動(dòng)量守恒定律適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。4.內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)，是因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，根?jù)牛頓第三定律，這兩個(gè)力大小相等、方向相反，并具有同時(shí)性，所以它們的沖量總是大小相等、方向相反。5.動(dòng)量是矢量，可以按照矢量運(yùn)算法則進(jìn)行分解，所以動(dòng)量守恒定律有分量式；動(dòng)能、勢(shì)能是標(biāo)量，不能分解，所以機(jī)械能守恒定律沒有分量式。探究點(diǎn)一

動(dòng)量守恒定律的理解1.如圖所示，在風(fēng)平浪靜的水面上，停著一艘帆船，船尾固定一臺(tái)電風(fēng)扇，正在不停地把風(fēng)吹向帆面，船能向前行駛嗎？為什么？提示把帆船和電風(fēng)扇看作一個(gè)系統(tǒng)，電風(fēng)扇和帆船受到空氣的作用力大小相等、方向相反，這是一對(duì)內(nèi)力，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，船原來(lái)是靜止的，總動(dòng)量為零，所以在電風(fēng)扇吹風(fēng)時(shí)，船仍保持靜止。1.對(duì)系統(tǒng)“總動(dòng)量保持不變”的理解（1）系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中任意兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量都相等，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。

2.對(duì)守恒條件的進(jìn)一步理解3.動(dòng)量守恒定律的矢量性動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是一個(gè)矢量式，其矢量性表現(xiàn)在：

例（多選）如圖所示，光滑水平地面上兩小車中間夾一壓縮了的輕彈簧，兩手分別按住小車，使它們靜止，對(duì)兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.兩手同時(shí)放開后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B.先放開左手，后放開右手，此后動(dòng)量不守恒C.先放開左手，后放開右手，總動(dòng)量向左D.無(wú)論是否同時(shí)放手，只要兩手都放開后，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零ACD[解析]當(dāng)兩手同時(shí)放開時(shí)，系統(tǒng)的合外力為零，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，又因?yàn)殚_始時(shí)總動(dòng)量為零，故系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零，選項(xiàng)A正確；先放開左手，左邊的小車就向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)再放開右手后，系統(tǒng)所受合外力為零，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，放開右手時(shí)總動(dòng)量方向向左，放開右手后總動(dòng)量方向也向左，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C、D正確。誤區(qū)警示關(guān)于動(dòng)量守恒定律的理解的三個(gè)誤區(qū)（1）誤認(rèn)為只要系統(tǒng)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。產(chǎn)生該誤區(qū)的原因是沒有正確理解動(dòng)量守恒定律，系統(tǒng)在變化的過(guò)程中每一個(gè)時(shí)刻動(dòng)量均不變，才符合動(dòng)量守恒定律。（2）誤認(rèn)為兩物體作用前后的速度在同一條直線上時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量才能守恒。產(chǎn)生該錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的原因是沒有正確理解動(dòng)量守恒的條件，動(dòng)量是矢量，只要系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)內(nèi)各物體的運(yùn)動(dòng)不一定共線。（3）誤認(rèn)為動(dòng)量守恒定律中，各物體的動(dòng)量可以相對(duì)任何參考系。出現(xiàn)該誤區(qū)的原因是沒有正確理解動(dòng)量守恒定律，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，各物體的動(dòng)量必須是相對(duì)同一慣性參考系，一般情況下，選地面為參考系。1.如圖所示，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(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)CA.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)量增量相同[解析]分析系統(tǒng)的受力情況，注意動(dòng)量的矢量性。

BC探究點(diǎn)二

動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

1.表達(dá)式的含義

2.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟在以上步驟中“找”與“析”是關(guān)鍵所在。

易錯(cuò)提醒多物體、多過(guò)程問(wèn)題應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的注意事項(xiàng)（1）正確選取研究對(duì)象，有時(shí)需對(duì)整體應(yīng)用動(dòng)量守恒定律，有時(shí)只需對(duì)部分物體應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。研究對(duì)象的選取，一是取決于系統(tǒng)是否滿足動(dòng)量守恒的條件，二是根據(jù)所研究問(wèn)題的需要。（2）正確進(jìn)行過(guò)程的選取和分析，通常對(duì)全程進(jìn)行分段分析，并找出聯(lián)系各階段的狀態(tài)量。列式時(shí)有時(shí)需分過(guò)程多次應(yīng)用動(dòng)量守恒定律；有時(shí)只需針對(duì)初、末狀態(tài)建立動(dòng)量守恒的關(guān)系式。

[提示]由動(dòng)量守恒定律求解速度大小。木塊剛好不會(huì)從車上掉下時(shí)，系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

1.下列情形中，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(guò)程中，鐵錘和鐵塊的總動(dòng)量B.子彈水平穿過(guò)放在光滑桌面上的木塊的過(guò)程中，子彈和木塊的總動(dòng)量C.子彈水平穿過(guò)墻壁的過(guò)程中，子彈和墻壁的總動(dòng)量D.棒擊壘球的過(guò)程中，棒和壘球的總動(dòng)量B[解析]動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零。

B

C

動(dòng)量守恒 B.動(dòng)量不守恒C.機(jī)械能守恒 D.機(jī)械能不守恒BC[解析]物體在下滑的過(guò)程中，系統(tǒng)在水平方向上合力為零，但在豎直方向上合力不為零，故物體和小車組成的系統(tǒng)在水平方向上的動(dòng)量守恒，總動(dòng)量不守恒，A錯(cuò)誤，B正確；物體下滑過(guò)程中，只有物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的動(dòng)能，沒有其他能量產(chǎn)生，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C正確，D錯(cuò)誤。動(dòng)量守恒中的臨界問(wèn)題處理動(dòng)量守恒中的臨界問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵：（1）尋找臨界狀態(tài)：看題設(shè)情境中是否有相互作用的兩物體“相距最近”“避免相碰”或“物體開始反向運(yùn)動(dòng)”等臨界狀態(tài)。（2）挖掘臨界條件：在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問(wèn)題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系或相對(duì)位移關(guān)系，即“速度相等”或“位移相等”。

BCD[解析]將地球和物體作為一個(gè)系統(tǒng)，物體與地球間的力為系統(tǒng)內(nèi)力。

A.甲木塊的動(dòng)量守恒B.乙木塊的動(dòng)量守恒C.甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D.甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)能守恒C[解析]兩木塊在光滑水平地面上相碰，且中間有彈簧，則碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒，故A、B錯(cuò)誤，C正確；甲、乙兩木塊碰撞前、后動(dòng)能總量不變，但碰撞過(guò)程中彈性勢(shì)能發(fā)生變化，故動(dòng)能不守恒，D錯(cuò)誤。

AA.0B.向左 C.向右 D.無(wú)法確定

4.[2021江蘇南通高二檢測(cè)]兩個(gè)球沿直線相向運(yùn)動(dòng)，碰撞后兩球都靜止。則可以推斷(

)A.碰撞前兩個(gè)球的動(dòng)量一定相同B.兩個(gè)球的質(zhì)量一定相等C.碰撞前兩個(gè)球的速度大小一定相等D.碰撞前兩個(gè)球的動(dòng)量大小相等、方向相反D

AD

B[解析]根據(jù)動(dòng)量守恒定律，初動(dòng)量為零，最后系統(tǒng)的總動(dòng)量也為零，因此兩個(gè)人的動(dòng)量等大反向，因此誰(shuí)最后接球，誰(shuí)的質(zhì)量就大，誰(shuí)的速度就小，B正確。

C

A