動量守恒定律課件

動量守恒定律第一課時復習回顧1、動量定理的內(nèi)容2、動量定理的表達式3、動量定理的矢量性小組討論交流學習一、牛頓第一定律的內(nèi)容及實質四、如何區(qū)分兩物體間的相互作用力和其他物體對它們的作用力二、牛頓第二定律的內(nèi)容及實質三、牛頓第三定律的內(nèi)容及實質

討論結果展示一、牛頓第一定律的內(nèi)容及實質內(nèi)容：一切物體總有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質，除非有外力迫使它改變這一狀態(tài)實質：力是改變物體運動狀態(tài)的原因二、牛頓第二定律的內(nèi)容及實質內(nèi)容：物體的加速度與作用力成正比，與物體質量成反比實質：力是產(chǎn)生加速度的原因三、牛頓第三定律的內(nèi)容及實質內(nèi)容：物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用的同一直線上實質：物體間的相互作用力總是等大反向討論結果展示四、如何區(qū)分兩物體間的相互作用力和其他物體對它們的作用力可以把兩個或兩個以上的物體看作一個力學系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力

外界物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力稱為外力內(nèi)部矛盾系統(tǒng)內(nèi)物體系統(tǒng)內(nèi)物體內(nèi)力外力系統(tǒng)內(nèi)物體內(nèi)力系統(tǒng)內(nèi)物體系統(tǒng)內(nèi)物體外部矛盾內(nèi)力和外力物理情境υ’1’v1>v2光滑水平導軌內(nèi)有質量m1、m2的兩物體分別以速度v1、v2向右運動，經(jīng)過一段時間m1追上m2并發(fā)生碰撞，設碰撞后速度分別為v1’

和v2’，碰撞過程中m2對m1的作用力為F1，m1對m2的作用力為F2小組內(nèi)相互交流完成推導過程第一大組利用牛頓第二定律推導第二大組利用動量定理推導得出結論此式物理意義：兩球碰撞前的動量之和等于碰撞后的動量之和。因為碰撞過程中的任意時刻牛頓第三定律、動量定理的結論都是成立的，因此該式對過程中的任意兩時刻的狀態(tài)都是適用的，也就是說系統(tǒng)在整個過程中一直保持不變。因此我們可以說這個過程中動量是守恒的。歸納總結動量守恒定律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零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律。2、條件：（1）系統(tǒng)不受外力（2）系統(tǒng)所受外力矢量和為零3、表達式：（1）m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’（2）p1+p2=p’1+p’2（3）（4）△p1=-△p2p=p’△p=0（5）1．在光滑水平面上A、B兩小車中間有一彈簧，如圖16－3－2所示，用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止狀態(tài)，將兩小車及彈簧看做一個系統(tǒng)，下面說法正確的是(

)A．兩手同時放開后，系統(tǒng)總動量始終為零B．先放開左手，再放開右手后，動量不守恒C．先放開左手，后放開右手，總動量向左D．無論何時放手，兩手放開后，在彈簧恢復原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零圖16－3－2ACD例1：動量守恒定律解決問題如圖所示，在光滑水平直導軌上，靜止放著三個質量均為m=1kg的相同小球A、B、C．現(xiàn)讓A球以v0=2m/s速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后C球速度vC=1m/s．求：A、B兩球碰撞后瞬間共同速度；與C碰撞后AB的速度。動量守恒定律項目內(nèi)容系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的動量就保持不變。公式應用對象動量守恒適用范圍特點系統(tǒng)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零動量是矢量，式中動量的確定一般取地面為參照物，且相對同一參照物；小結（5）動量守恒定律的重要意義

從現(xiàn)代物理學的理論高度來認識，動量守恒定律是物理學中最基本的普適原理之一。（另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律。）從科學實踐的角度來看，迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)動量守恒定律有任何例外。相反，每當在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現(xiàn)象時，物理學家們就會提出新的假設來補救，最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。

例如靜止的原子核發(fā)生β衰變放出電子時，按動量守恒，反沖核應該沿電子的反方向運動。但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反?，F(xiàn)象，1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質量，在實驗中極難測量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。又如人們發(fā)現(xiàn)，兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的。這時物理學家把動量的概念推廣到了電磁場，把電磁場的動量也考慮進去，總動量就又守恒了。例、如圖所示，A、B兩物體的質量mA＞mB，中間用一段細繩相連并有一被壓縮的彈簧，放在平板小車C上后，A、B、C均處于靜止狀態(tài)．若地面光滑，則在細繩被剪斷后，A、B從C上未滑離之前，A、B沿相反方向滑動過程中（）A．若A、B與C之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量也守恒B．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量也不守恒C．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒，但A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒D．以上說法均不對例、機車拖著車廂以速度v0勻速前進在平直軌道上，突然車廂脫鉤。機車的牽引力不變，機車和車廂受到的摩擦阻力不變，空氣阻力不計.機車的質量為M，車廂的質量為m.求車廂剛停下的時刻，機車的速度是多少？

三、定律的成立條件

1、系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零例.在列車編組站里，一輛m1=1.8×104kg的貨車在平直軌道上以V1=2m/s的速度運動，碰上一輛m2=2.2×104kg的靜止貨車，它們碰撞后接合在一起繼續(xù)運動，求運動的速度。

例、一枚在空中飛行的導彈，質量為M，在某點速度的大小v，方向水平向右。導彈在該點突然炸裂成兩塊，其中質量為ｍ的一塊沿著v的反方向飛去，速度大小為v1，求炸裂后另一塊的速度v2。

三、定律的成立條件

1、系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零

2、系統(tǒng)所受的外力之和雖不為零，但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多.（如碰撞問題中的摩擦力爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力由來小得多，可忽略不計）例.將質量為m的鉛球以大小為V0,傾角為?的初速度拋入一個裝著砂子的總質量為M的靜止砂車中，如圖所示，砂車與地面間的摩擦力不計,球與砂車的共同速度等于多少？例.如圖，小車放在光滑的平面上，將系繩小球拉開到一定角度，然后同時放開小球和小車，那么在以后的過程中

A：小球向左擺動時，小車也向左運動，且系統(tǒng)動量守恒

B：小球向左擺動時，小車向右運動，且系統(tǒng)動量守恒

C：小球向左擺動到最高點，小球的速度為零而小車速度不為零

D：在任意時刻，小球和小車在水平方向的動量一定大小相等，方向相反

三、定律的成立條件

1、系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零

2、系統(tǒng)所受的外力之和雖不為零，但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多.（如碰撞問題中的摩擦力爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力由來小得多，可忽略不計）

3、系統(tǒng)所受外力之和雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動量保持不變.例、在高速公路上發(fā)生一起交通事故,一輛質量為1500KG向南行駛的長途客車迎面撞上了一輛質量為3000KG向北行駛的卡車,碰后兩車接在一起,并向南滑行了一段距離后停止.根據(jù)測速儀的測定,長途客車碰前以20M/S的速度行駛,由此可判斷卡車碰前行駛速率為

A、小于10M/S

B、大于10M/S，小于20M/S

C、大于20M/S，小于30M/S

D、大于30M/S，小于40M/S例、光滑水平面上有A、B兩物體，A物體質量為m1=0.2kg，速度為V1=5m/s.B物體質量為m2=0.5kg，原來靜止，兩物體發(fā)生碰撞，A物體彈回，若在碰后1s末兩物體相距3.4m，則碰后A、B兩物體的速度多大？

解析：

上述解析正確嗎?

四、應用動量守恒定律時應注意

1、矢量性：動量守恒定律是矢量式，在滿足動量守恒條件下，系統(tǒng)的初、末兩個時間（或系統(tǒng)在整個過程中任意兩個時刻）的總動量的大小和方向都不變，應用動量守恒定律解決同一直線上的動量守恒問題時一般可以規(guī)定正方向，引入正負號，把矢量運算轉化為代數(shù)運算，要特別注意表示動量方向的正負號。例、如圖所示，甲乙兩完全一樣的小車，質量為M，乙車內(nèi)用繩吊一質量為0.5M的小球，當乙車靜止時，甲車以速度V與乙車相碰，碰后連為一體，則碰后兩車的共同速度為多少？當小球擺到最高點時，速度為多少？

四、應用動量守恒定律時應注意

2、瞬時性：物體系在相互作用的過程中任一瞬時的動量和都保持不變，相互作用前的動量和（m1v1+m2v2+……）中的v1、v2……都應該是作用前同一時刻的瞬時速度，相互作用后的動量和（m1v’1+m2v’2+……

）中的v’1、v’2……都應該是作用后同一時刻的瞬時速度。例、光滑水平面上有一質量為M的小車，以速度V勻速運動，車上有一質量為m的人站在車的后端，若人以速度u相對于車向后跳出，問人跳出后車的速度多大？

解析：（M+m）V=

上述解析正確嗎?

例、質量為m1的小車上站有一個質量為m2的人，手中托著質量為m3的鉛球，共同在光滑水平面上以V0勻速度前進.

①、當?shù)孛嫔系娜丝吹缴锨蜇Q直上拋，求人車的速度？

②、當車上的人看到鉛球自由下落，求人車的速度？四、應用動量守恒定律時應注意

3、相對性：動量的大小和方向與參考系的選擇有關，應用動量守恒定律列方程時，應注意各物體的速度必須是相對同一慣性參考系的速度，通常以地面為參考系例.一輛裝有砂的總質量為M的小車，正以速度V0在光滑水平面上前進，突然車廂底部漏了，不斷有砂漏出來落在路面上，問：漏砂過程中，小車速度有變化情況

解析：設此時間內(nèi)漏去砂的質量為△m，漏砂后小車速度為u，取小車V0的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：

MV0=（M-△m)u

上述解析正確嗎?

四、應用動量守恒定律時應注意

4、整體性：動量守恒定律的研究對象是物體系統(tǒng)而不是某一物體，動量守恒定律指系統(tǒng)的總動量守恒，而不是指系統(tǒng)內(nèi)各物體的動量保持不變。四、應用動量守恒定律時應注意

5、普適性：(學生自己看書總結得出)

既適用于正碰，也適用與斜碰，適用于各種相互作用：

不僅適用于低速運動，也適用于高速運動；

不僅適用于宏觀物體，也適用于微觀物體。

例.平靜的湖面上浮著一只長L=6m，質量為550kg的船，船頭上站著一質量為m=50kg的人，開始時人和船均處于靜止，若船進行時阻力很小，問當人從船頭走到船尾時，船將進行多遠？

人、船模型

分析：（1）以人和船組成的系統(tǒng)為研究對象，因船進行時阻力很小，船及人所受重力與水對船的浮力平衡，可以認為人在船上行走時系統(tǒng)動量守恒，開始時人和船都停止，系統(tǒng)總動量為零，當人在船上走動時，無論人的速度如何，系統(tǒng)的總動量都保持不變。

（2）對于這類由兩物體構成的系統(tǒng)總動量為零的問題，可以根據(jù)動量守恒定律推導出兩物體的位移關系，再結合空間系統(tǒng)找出的位移關系，就可由動量守恒定律求相互作用的兩物體的位移。

1、某人站在靜浮于水面的船上人某時刻開始人從船頭走到船尾，設水的阻力不計，那么在這段時間內(nèi)關于人和船的運動情況判斷錯誤的是（

）

A：人勻速行走，船勻速后退，兩者速度大小與它們的質量成反比

B：人加速行走，船加速后退，而且加速度大小與它們的質量成反比

C：人走走停停，船退退停停，兩者動量總和總是為零

D：當人從船頭走到船尾停止后，船由于慣性還會繼續(xù)后退一段距離

2、如圖.在光滑水平面上，質量為M和m的兩物體開始速度均為零，試求在m滑到底端時M后退的距離是多少？3、兩名質量相等的滑冰人甲和乙都靜止在光滑的水平冰面上，現(xiàn)在其中一人向另一個人拋出一個藍球，另一個人接球后再拋回，如此反復進行幾次后，甲和乙最后的速率關系是（

）

A：若甲最先拋球，則一定是V甲＞V乙

B：若乙最后接球，則一定是V甲＞V乙

C：只有甲先拋球，乙最后接球，才有V甲＞V乙

D：無論怎樣拋球和接球，都是V甲＞V乙

4、小車靜置在光滑水平面上，站在車上的人練習打靶，靶裝在車上的另一端，如圖已知車、人、槍和靶的總質量為M（不含子彈）每顆子彈質量為m，共幾發(fā)，打靶時每發(fā)子彈打入靶中就留在靶中，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)，若槍口到靶的距離為d，待打完幾發(fā)子彈后，小車移動的距離為（

）5、氣球下系著一繩梯，其總質量為M，在繩梯上有一質量為m的人，整個系統(tǒng)原來靜止在空中，此人相對繩梯以速度u向下爬，設氣球原離地高度為H，若使人安全到達地面，繩梯至少長為多少？（不計空氣的阻力，可將人視為質點）

應用動量守恒定律解題的一般步驟

（1）確定研究對象

（2）對研究對象進行受力分析，并判斷系統(tǒng)的動量是否守恒

（3）分析研究對象的運動狀態(tài)，確定系統(tǒng)始末狀態(tài)的總動量

（4）規(guī)定正方向，根據(jù)動量守恒定律列方程

（5）統(tǒng)一單位求解并檢驗

動量守恒中的臨界問題動量在動量守恒定律的應用中，常常會遇到相互作用的兩物體相離最近，避免相碰和物體開始反向運動等臨界問題。守恒中的臨界問題解決這