16.3 動量守恒定律—人教版高中物理選組3-5課件 (共17張PPT)

1、1.?？键c常考點: 動量守恒定律成立的條件、表達式及相關(guān)計算動量守恒定律成立的條件、表達式及相關(guān)計算 2.?？碱}型及難度常考題型及難度: 常與動能定理、機械能守恒定律進行綜合考查常與動能定理、機械能守恒定律進行綜合考查, 以計算題為主以計算題為主,難度較大。難度較大。 16. 3 動量守恒定律動量守恒定律 一般情況下一般情況下,物體間的相互作用較為復雜物體間的相互作用較為復雜,如果我們將相互作用的兩個物體作為如果我們將相互作用的兩個物體作為 一個整體來研究一個整體來研究,就必須明確系統(tǒng)、內(nèi)力和外力等概念。就必須明確系統(tǒng)、內(nèi)力和外力等概念。 (1)系統(tǒng)系統(tǒng): 相互作用的相互作用的兩個兩個(或多個

2、或多個)物體所組成的整體物體所組成的整體通常稱為系統(tǒng)。通常稱為系統(tǒng)。 (2)內(nèi)力內(nèi)力: 系統(tǒng)中系統(tǒng)中各物體之間的各物體之間的相互作用力相互作用力叫做內(nèi)力。叫做內(nèi)力。 (3)外力外力: 系統(tǒng)以外的系統(tǒng)以外的其他物體對系統(tǒng)的作用力其他物體對系統(tǒng)的作用力叫做外力。叫做外力。 1.內(nèi)力和外力是相對的內(nèi)力和外力是相對的,與系統(tǒng)的選取有關(guān)。與系統(tǒng)的選取有關(guān)。例如甲、乙、丙三個物體均有相互作用例如甲、乙、丙三個物體均有相互作用, 如果以三個物體為系統(tǒng)如果以三個物體為系統(tǒng),則甲、乙、丙相互之間的作用均為內(nèi)力則甲、乙、丙相互之間的作用均為內(nèi)力;如果以甲、乙兩個如果以甲、乙兩個 物體為系統(tǒng)物體為系統(tǒng),則甲、乙間的

3、相互作用為內(nèi)力則甲、乙間的相互作用為內(nèi)力,丙對甲、乙的作用為外力。丙對甲、乙的作用為外力。 2.當多個物體存在相互作用時當多個物體存在相互作用時,通常根據(jù)待求解的問題科學選取系統(tǒng)。通常根據(jù)待求解的問題科學選取系統(tǒng)。 一、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力一、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力 例例1.如圖所示，木塊如圖所示，木塊B與一端固定在豎直墻上的水平彈簧相連放在光滑水與一端固定在豎直墻上的水平彈簧相連放在光滑水 平面上，子彈平面上，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，入射時間極短。關(guān)于沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，入射時間極短。關(guān)于 子彈和木塊組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（）子彈和木塊組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（）

4、A從子彈開始射入木塊到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)動量守恒從子彈開始射入木塊到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)動量守恒 B在子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動量守恒在子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動量守恒 C在子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動量不守恒在子彈射入木塊的過程中，系統(tǒng)動量不守恒 D在木塊壓縮彈簧的過程中，系統(tǒng)動量守恒在木塊壓縮彈簧的過程中，系統(tǒng)動量守恒 B 一、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力一、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力 兩個物體兩個物體 碰碰 前前 碰碰 后后 v1v2v1v2 m1m1m2m2 ABAB 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 設(shè)碰撞時兩球受到的作用力恒定設(shè)碰撞時兩球受到的作用力恒定,分別為分別為F1、F2

5、,力的作用時間很短力的作用時間很短,用用t 表示表示. F1F2 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 3.動量守恒定律的數(shù)學表達式動量守恒定律的數(shù)學表達式 (1) 即系統(tǒng)相互作用前的總動量即系統(tǒng)相互作用前的總動量 p 和相互作用后的總動量和相互作用后的總動量 p 大小相等、方向相同大小相等、方向相同 。 系統(tǒng)總動量的求法遵循矢量運算法則。系統(tǒng)總動量的求法遵循矢量運算法則。 (2) 即系統(tǒng)總動量的增量為零即系統(tǒng)總動量的增量為零 (3) 即將相互作用的系統(tǒng)內(nèi)的物體分為兩部分即將相互作用的系統(tǒng)內(nèi)的物體分為兩部分,其中一部分動量的增加量等于另一其中一部分動量的增加量等于

6、另一 部分動量的減少量。部分動量的減少量。 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 4.動量守恒定律成立的條件動量守恒定律成立的條件 (1)理想條件理想條件:系統(tǒng)不受外力作用時系統(tǒng)不受外力作用時,系統(tǒng)動量守恒。系統(tǒng)動量守恒。 (2)理想條件理想條件:系統(tǒng)所受外力之和為零時系統(tǒng)所受外力之和為零時,系統(tǒng)動量守恒。系統(tǒng)動量守恒。 (3)近似條件近似條件:系統(tǒng)所受合外力雖然不為零系統(tǒng)所受合外力雖然不為零,但系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力時但系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力時,如碰撞、爆炸如碰撞、爆炸 等現(xiàn)象中等現(xiàn)象中,系統(tǒng)的動量可看成近似守恒。系統(tǒng)的動量可看成近似守恒。 (4)單方向的動量守恒條

7、件單方向的動量守恒條件:系統(tǒng)受到的外力總的來看不符合以上三條中的任意一條系統(tǒng)受到的外力總的來看不符合以上三條中的任意一條, 則系統(tǒng)的總動量不守恒則系統(tǒng)的總動量不守恒,但是但是,若系統(tǒng)在某一方向上符合以上三條中的某一條若系統(tǒng)在某一方向上符合以上三條中的某一條,則系統(tǒng)則系統(tǒng) 在該方向上動量守恒。在該方向上動量守恒。 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 5.從從“五性五性”理解動量守恒定律理解動量守恒定律 (1)系統(tǒng)性系統(tǒng)性 動量守恒定律反映的是兩個或兩個以上物體組成的系統(tǒng)動量守恒定律反映的是兩個或兩個以上物體組成的系統(tǒng),在相互作用過程中的動在相互作用過程中的動 量變化規(guī)律量變化規(guī)律,所以所以動量守恒

8、定律的研究對象是一個系統(tǒng)動量守恒定律的研究對象是一個系統(tǒng),而不是單個物體而不是單個物體,應用動量守恒應用動量守恒 定律解題時定律解題時,應明確所研究的系統(tǒng)是由哪得些物體構(gòu)成的應明確所研究的系統(tǒng)是由哪得些物體構(gòu)成的。 (2)矢量性矢量性 動量守恒定律的表達式是一個矢量式動量守恒定律的表達式是一個矢量式,其矢量性表現(xiàn)在其矢量性表現(xiàn)在: 系統(tǒng)的總動量在相互作用前后系統(tǒng)的總動量在相互作用前后,不僅大小相等不僅大小相等,同時方向也相同同時方向也相同,因此因此系統(tǒng)初狀態(tài)總系統(tǒng)初狀態(tài)總 動量的方向決定了末狀態(tài)總動量的方向動量的方向決定了末狀態(tài)總動量的方向; 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 二、二、動量守恒

9、定律動量守恒定律 (5)普適性普適性 只要系統(tǒng)所受的合外力為只要系統(tǒng)所受的合外力為0,不論系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力性質(zhì)如何不論系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力性質(zhì)如何,系系 統(tǒng)內(nèi)各物體是否具有相同運動統(tǒng)內(nèi)各物體是否具有相同運動,物體相互作用時是否直接接觸物體相互作用時是否直接接觸,相互作用后粘合在一相互作用后粘合在一 起還是分裂成碎片起還是分裂成碎片,動量守恒定律均適用動量守恒定律均適用。動量守恒定律不僅適用于低速、宏觀物。動量守恒定律不僅適用于低速、宏觀物 體體,還適用于高速還適用于高速(接近光速接近光速)運動的微觀粒子運動的微觀粒子。在自然界中。在自然界中,大到天體的相互作用大到天體的相互

10、作用,小小 到基本粒子間的相互作用到基本粒子間的相互作用,都遵守動量守恒定律。都遵守動量守恒定律。 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 二、二、動量守恒定律動量守恒定律 例例2.（多選）（多選）如圖所示，如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比兩物體質(zhì)量之比mA：mB3：2，原來靜止在平板小車，原來靜止在平板小車 C上，上，AB間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當彈簧突然釋放后，則（間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當彈簧突然釋放后，則（ ） A若若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B組成系統(tǒng)的動量守恒組成系統(tǒng)的動量守恒 B若若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)不同

11、，與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)不同，A、B、C組成系統(tǒng)的動量不守恒組成系統(tǒng)的動量不守恒 C若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒組成系統(tǒng)的動量守恒 D若若A、B所受的摩擦力大小不相等，所受的摩擦力大小不相等，A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒組成系統(tǒng)的動量守恒 CD 二、二、動量守恒定律的一般解題步驟動量守恒定律的一般解題步驟 應用動量守恒定律的解題步驟應用動量守恒定律的解題步驟: 明確研究對象明確研究對象,確定系統(tǒng)的組成確定系統(tǒng)的組成 受力分析受力分析,分清內(nèi)力、外力分清內(nèi)力、外力,確定動量是否守恒確定動量是否守恒 規(guī)定正方向規(guī)定正方向,確定初、末動量確

12、定初、末動量 代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù),求出結(jié)果并討論說明求出結(jié)果并討論說明 根據(jù)動量守恒定律根據(jù)動量守恒定律,建立方程建立方程 例例3.一人站在靜止于冰面的小車上，人與車的總質(zhì)量一人站在靜止于冰面的小車上，人與車的總質(zhì)量M70kg，當它接到一個質(zhì)，當它接到一個質(zhì) 量量m20kg、以速度、以速度v05m/s迎面滑來的木箱后，立即以相對于自己迎面滑來的木箱后，立即以相對于自己v5m/s 的速度逆著木箱原來滑行的方向推出，不計冰面阻力。則小車獲得的速度是多大的速度逆著木箱原來滑行的方向推出，不計冰面阻力。則小車獲得的速度是多大 ？ 方向如何？方向如何？ 二、二、動量守恒定律的一般解題步驟動量守恒定律的一般解題步驟 變式變式.如圖所示如圖所示,傳送帶以傳送帶以t=2m/s的水平速度把質(zhì)量的水平速度把質(zhì)量m=20kg的行李包運送到原來靜的行李包運送到原來靜 止在光滑地面上、質(zhì)量止在光滑地面上、質(zhì)量M=30kg的小車上的小車上,若行李包與小車上表面間的動摩擦因數(shù)若行李包與小車上表面間的動摩擦