第一章-第二節(jié)(二)課件

第二節(jié)動(dòng)量動(dòng)量守恒定律(二)第一章碰撞與動(dòng)量守恒第二節(jié)動(dòng)量動(dòng)量守恒定律(二)第一章碰撞與動(dòng)量守恒[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(huì)初步利用動(dòng)量守恒定律解決實(shí)際問題.[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念.內(nèi)容索引知識(shí)探究新知探究點(diǎn)點(diǎn)落空題型探究重點(diǎn)難點(diǎn)各個(gè)擊破達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)鞏固反饋內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)探究知識(shí)探究[導(dǎo)學(xué)探究]1.如圖1所示，公路上三輛汽車發(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(duì)乙車的作用力是內(nèi)力，還是外力？如果將三車看成一個(gè)系統(tǒng)，丙對(duì)乙的力是內(nèi)力還是外力？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)以外的物體對(duì)系統(tǒng)以內(nèi)的物體的作用力.一個(gè)力是內(nèi)力還是外力關(guān)鍵是看選擇的系統(tǒng).如果將甲和乙看成一個(gè)系統(tǒng)，丙車對(duì)乙車的力是外力，如果將三車看成一個(gè)系統(tǒng)，丙對(duì)乙的力是內(nèi)力.一、動(dòng)量守恒定律圖1答案[導(dǎo)學(xué)探究]一、動(dòng)量守恒定律圖1答案2.如圖2所示，水平桌面上的兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為m1和m2，沿著同一直線向相同的方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度分別是v1和v2，v2>v1.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v1′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m1v1＋m2v2與碰后總動(dòng)量m1v1′＋m2v2′的關(guān)系.答案圖22.如圖2所示，水平桌面上的兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為m1和m2，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t根據(jù)動(dòng)量定理：F1t＝m1(v1′－v1)，F(xiàn)2t＝m2(v2′－v2).因?yàn)镕1與F2是兩球間的相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律知，F(xiàn)1＝－F2，則有：m1v1′－m1v1＝m2v2－m2v2′即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′此式表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.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)[知識(shí)梳理]1.系統(tǒng)、內(nèi)力與外力(1)系統(tǒng)：相互作用的

物體組成一個(gè)力學(xué)系統(tǒng).(2)內(nèi)力：

物體間的相互作用力.(3)外力：系統(tǒng)

物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力.兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部外部[知識(shí)梳理]兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部外部2.動(dòng)量守恒定律(1)內(nèi)容：物體在碰撞時(shí)，如果系統(tǒng)

，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.(2)表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝

(作用前后動(dòng)量相等).(3)適用條件：系統(tǒng)

.所受到的合外力為零m1v1′＋m2v2′所受到的合外力為零2.動(dòng)量守恒定律所受到的合外力為零m1v1′＋m2v2′所受[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤.(1)一個(gè)系統(tǒng)初、末態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒.(

)(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)量守恒.(

)(3)只要系統(tǒng)所受到的合力為零，動(dòng)量就守恒.(

)(4)系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零.(

)×√√答案√[即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤.×√√答案√[導(dǎo)學(xué)探究]如圖3所示，進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為80kg和100kg，他們攜手遠(yuǎn)離空間站，相對(duì)空間站的速度為0.1m/s.A將B向空間站方向輕推后，A的速度變?yōu)?.2m/s.(1)A、B二人相互作用時(shí)動(dòng)量守恒嗎？二、對(duì)動(dòng)量守恒定律的認(rèn)識(shí)答案圖3答案

守恒解析[導(dǎo)學(xué)探究]如圖3所示，進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分解析規(guī)定遠(yuǎn)離空間站的方向?yàn)檎较?，則v0＝0.1m/s，vA＝0.2m/s根據(jù)動(dòng)量守恒定律(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB代入數(shù)據(jù)可解得vB＝0.02m/s，方向?yàn)檫h(yuǎn)離空間站方向.解析規(guī)定遠(yuǎn)離空間站的方向?yàn)檎较?，則v0＝0.1m/s，(2)如果守恒，應(yīng)以什么為參考系？(3)輕推后B的速度大小是多少？方向如何？答案答案

以空間站為參考系答案

0.02m/s遠(yuǎn)離空間站方向(2)如果守恒，應(yīng)以什么為參考系？(3)輕推后B的速度大小是[知識(shí)梳理]對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解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)過程中任意兩個(gè)時(shí)刻的

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.動(dòng)量守恒定律的“四性”(1)矢量性：動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是一個(gè)

.(2)相對(duì)性：動(dòng)量守恒定律中，系統(tǒng)中各物體在相互作用前后的動(dòng)量必須相對(duì)于同一慣性系，各物體的速度通常均為相對(duì)于

的速度.總動(dòng)量矢量式地面[知識(shí)梳理]對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解總動(dòng)量矢量式地面(3)同時(shí)性：動(dòng)量守恒定律中，p1、p2……必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用前同一時(shí)刻的動(dòng)量，p1′、p2′……必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量.(4)普適性：動(dòng)量守恒定律不僅適用于兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng)，也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng).(3)同時(shí)性：動(dòng)量守恒定律中，p1、p2……必須是系統(tǒng)中各物[即學(xué)即用]如圖4所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以速度v沿光滑水平地面向前運(yùn)動(dòng)，正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊，乙木塊上連有一輕質(zhì)彈簧.甲木塊與彈簧接觸后

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)的機(jī)械能守恒答案√圖4[即學(xué)即用]如圖4所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以速答案√圖4題型探究題型探究一、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.2.系統(tǒng)受外力作用，但所受合外力為零.3.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)量近似守恒.例如，拋出去的手榴彈在空中爆炸的瞬間，彈片所受火藥爆炸時(shí)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于其重力，重力可以完全忽略不計(jì)，系統(tǒng)的動(dòng)量近似守恒.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，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒.一、動(dòng)量守恒條件的理解1.系統(tǒng)不受外力作用：這是一種理想化的例1

(多選)如圖5所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來(lái)靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則下列說法正確的是

A.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量

守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒圖5答案√解析√√例1(多選)如圖5所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB圖5解析如果A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后，A、B分別相對(duì)于小車向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力fA向右，fB向左.由于mA∶mB＝3∶2，所以fA∶fB＝3∶2，則A、B組成的系統(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；對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，A、B與C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)量守恒，B、D選項(xiàng)正確；若A、B所受摩擦力大小相等，則A、B組成的系統(tǒng)的外力之和為零，故其動(dòng)量守恒，C選項(xiàng)正確.解析如果A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后1.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)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，因此要分清哪些力是內(nèi)力，哪些力是外力.3.一般來(lái)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1.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是相互作用的物體組成的系統(tǒng).判斷系針對(duì)訓(xùn)練如圖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，下列說法正確的是

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)量增量相同圖6答案√解析針對(duì)訓(xùn)練如圖6所示，小車與木箱緊挨著靜放在光圖6答案√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，選項(xiàng)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，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.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二、動(dòng)量守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用1.動(dòng)量守恒定律不同表現(xiàn)形式的表達(dá)式的含義：(1)p＝p′：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)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：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)Δp1＝－Δp2：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)Δp＝0：系統(tǒng)總動(dòng)量增量為零.二、動(dòng)量守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用1.動(dòng)量守恒定律不同表現(xiàn)形式的表達(dá)2.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：2.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：例2將兩個(gè)完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑.開始時(shí)甲車速度大小為3m/s，乙車速度大小為2m/s，方向相反并在同一直線上，如圖7所示.圖7答案解析(1)當(dāng)乙車速度為零時(shí)，甲車的速度多大？方向如何？答案1m/s方向向右例2將兩個(gè)完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小解析兩個(gè)小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，兩車之間的磁力是系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)向右為正方向.v甲＝3m/s，v乙＝－2m/s.根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv甲＋mv乙＝mv甲′，代入數(shù)據(jù)解得v甲′＝v甲＋v乙＝(3－2)m/s＝1m/s，方向向右.解析兩個(gè)小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，兩車之(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車不會(huì)相碰，那么兩車的距離最小時(shí)，乙車的速度是多大？方向如何？答案0.5m/s方向向右解析兩車相距最小時(shí)，兩車速度相同，設(shè)為v′，由動(dòng)量守恒定律得：mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′.答案解析(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車不會(huì)相碰，那么兩車的距離最小時(shí)，乙例3質(zhì)量m1＝10g的小球在光滑的水平桌面上以30cm/s的速率向右運(yùn)動(dòng)，恰遇上質(zhì)量為m2＝50g的小球以10cm/s的速率向左運(yùn)動(dòng)，碰撞后，小球m2恰好停止，則碰后小球m1的速度大小和方向如何？答案20cm/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.設(shè)向右為正方向，則v1＝30cm/s，v2＝－10cm/s；v2′＝0.由動(dòng)量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，代入數(shù)據(jù)解得v1′＝－20cm/s.故碰后小球m1的速度大小為20cm/s，方向向左.答案解析例3質(zhì)量m1＝10g的小球在光滑的水平桌面上以30cm應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題，在規(guī)定正方向的前提下，要注意各已知速度的正負(fù)號(hào)，求解出未知速度的正負(fù)號(hào)，一定要指明速度方向.總結(jié)提升應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題，在規(guī)定正方向的前提下，要注意各已知速度達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)12341.(動(dòng)量守恒條件的理解)(多選)如圖8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).若突然撤去力F，則下列說法中正確的是

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)械能守恒答案解析√√圖812341.(動(dòng)量守恒條件的理解)(多選)如圖8所示，在光滑1234解析若突然撤去力F，木塊A離開墻壁前，墻壁對(duì)木塊A有作用力，所以A、B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，墻壁對(duì)木塊A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)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；木塊A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)動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1234解析若突然撤去力F，木塊A離開墻壁前，墻壁對(duì)木塊A2.(動(dòng)量守恒定律的簡(jiǎn)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(lái)的

，不計(jì)水的阻力，則魚雷的發(fā)射速度為

√解析

設(shè)快