1.3動量守恒定律（1同步課件）

1.3動量守恒定律第一章動量守恒定律教學(xué)目的1、理解動量守恒定律，并能根據(jù)牛頓第三定律和動量定理推導(dǎo)該定律，知道動量守恒定律的普遍意義。2、理解動量守恒的條件和表達(dá)式的各種形式。3、掌握利用動量守恒定律解題的步驟，會用動量守恒定律處理簡單的一一維問題。學(xué)習(xí)任務(wù)1.了解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的概念2.能用牛頓第二定律和牛頓第三定律退出動量守恒定律的表達(dá)式3.了解動量守恒定律的條件4.深刻理解動量守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式的各種形式，能用動量守恒定律解決一維問題問題冰壺之間的碰撞有什么規(guī)律嗎？議一議1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化。2、表達(dá)式：或FΔt=mv′-mv

I=p′-p

動量定理針對的是兩個物體，如果用它研究兩個相互作用的問題，會有新的收獲嗎？系統(tǒng)與內(nèi)力

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m2m11.系統(tǒng)：有相互作用的兩個（或兩個以上）物體構(gòu)成一個系統(tǒng)2.內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力3.外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力N1G1系統(tǒng)內(nèi)力外力恒力還是變力？N2F2G2F1內(nèi)力之間有什么關(guān)系？相互作用的兩個物體的動量改變

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m2m1m2m1AB光滑F(xiàn)2F1設(shè)置物理情景：在光滑的水平面上做勻速運(yùn)動的兩個物體A、B，質(zhì)量分別為m1、m2,沿同一直線向運(yùn)動，速度分別是v1和v2，v2＞v1。當(dāng)B追上A時發(fā)生碰撞。碰撞后A、B的速度分別是v1′和v2′。碰撞過程中A所受B對它的作用力是F1，B所受A對它的作用力是F2。碰撞時，兩物體之間力的作用時間很短，用Δt表示相互作用的兩個物體的動量改變

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m2m1m2m1AB光滑F(xiàn)1F2對A物體對B物體由牛頓第三定律碰撞過程每時每刻相互作用力F1與F2大小相等、反向相反：故在碰撞過程中的任意時刻，兩個物體的動量之和等于碰撞前的動量之和。此結(jié)論有何條件？議一議：以下兩個情境，哪個滿足系統(tǒng)總動量和不變？

ABm2m1m2m1m2m1AB光滑F(xiàn)1F2F1F2F1F2N1G1N2G2ff動量守恒定律如果一個系統(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。這就是動量守恒定律。1、內(nèi)容2、表達(dá)式3、適用條件①系統(tǒng)不受外力；(理想條件)②系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實(shí)際條件)③系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力相對來說可以忽略不計(jì)，因而系統(tǒng)動量近似守恒；(近似條件）④系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒.(單向條件)①②③議一議物理情景：光滑的水平面上的兩個靜止的物體用細(xì)線相連，中間有一個壓縮了的輕質(zhì)彈簧。燒斷細(xì)線后，由于彈力的作用，兩物體分別向左、右運(yùn)動，系統(tǒng)動量是否守恒？它們都獲得了動量，它們的總動量是否增加了？兩物體的總動能是否增加？增加的動能哪里來？系統(tǒng)所受合外力為0，動量守恒；整個過程取向左為正方向，則0=mAvA+(-mBvB)；兩物體的總動能增加，增加的動能來源于彈簧的彈性勢能；AB動量守恒定律試著解釋下兩者的區(qū)別？典型例題如圖，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(yùn)動，碰上一輛質(zhì)量為2.2×104kg的靜止的貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動。求貨車碰撞后運(yùn)動的速度。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)所受的外力有：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。F1F2N1G1N2G2ff典型例題F1F2N1G1N2G2ff解：已知m1＝1.8×104kg，m2＝2.2×104kg。沿碰撞前貨車運(yùn)動的方向建立坐標(biāo)軸，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

碰撞后的總動量為

根據(jù)動量守恒定律可得

解出兩車結(jié)合后速度的大小是0.9m/s；v是正值，表示兩車結(jié)合后仍然沿坐標(biāo)軸的方向運(yùn)動，即仍然向右運(yùn)動。應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟和方法⑴分析題意，確定研究對象；⑵分析作為研究對象的系統(tǒng)內(nèi)各物體的受力情況，分清內(nèi)力與外力,確定系統(tǒng)動量是否守恒；⑶在確認(rèn)動量守恒的前提下，確定所研究的相互作用過程的始末狀態(tài)，規(guī)定正方向，確定始、末狀態(tài)的動量值的表達(dá)式；⑷列動量守恒方程；⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正負(fù)，以確定它的方向.外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，系統(tǒng)動量守恒典型例題

一枚在空中飛行的火箭質(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，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。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?？紤]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。典型例題

一枚在空中飛行的火箭質(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，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。

火箭炸裂前的總動量為

炸裂后的總動量為

根據(jù)動量守恒定律可得

解出議一論：此結(jié)果說明了什么？解：取火箭前進(jìn)方向?yàn)檎较颍⒁痪S坐標(biāo)系解題思路解：取__________為正方向碰撞前的總動量碰撞后的總動量由動量守恒定律可得帶入數(shù)據(jù)得如何求總動量？典型例題

質(zhì)量是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(yùn)動的速度是多大？解：取_子彈的初速度方向__為正方向碰撞前的總動量碰撞后的總動量由動量守恒定律可得帶入數(shù)據(jù)得典型例題

質(zhì)量是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。（2）如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度為100m/s，這時木塊的速度又是多大？解：取_子彈的初速度方向__為正方向碰撞前的總動量碰撞后的總動量由動量守恒定律可得帶入數(shù)據(jù)得動量守恒定律的普適性1、動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài),與過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。2、動量守恒定律不僅適用于宏觀、低速問題，而且適用于高速、微觀的問題。3、動量守恒定律是一個獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,它適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。課堂小結(jié)1、系統(tǒng)：有相互作用的兩個（或兩個以上）物體構(gòu)成一個系統(tǒng)2、內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力3、外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力如果一個系統(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。4、動量守恒定律:5、表達(dá)式①②③第一、系統(tǒng)滿足F外<<F內(nèi)時，可以近似地認(rèn)為動量守恒.第二、系統(tǒng)在某一方向上若符合守恒條件，則動量守恒.第三、注意矢量性、同一性、同時性6、動量守恒定律的應(yīng)用小試牛刀

如圖所示，木塊A和B質(zhì)量均為1kg，置于光滑水平面上，B與一輕質(zhì)彈簧端相連，彈簧另一端固定在豎直擋板上，當(dāng)A以2m/s的速度向B撞擊時，由于有橡皮泥而粘在一起運(yùn)動。求：(1)木塊A和B碰后的速度大小。(2)彈簧被壓縮到最短時，具有的彈簧勢能為多大．小試牛刀如圖所示，質(zhì)量為m的子彈，以速度v水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量為M，繩長為L(遠(yuǎn)大于木塊大小)，子彈停留在木塊中，求(1)子彈射入木塊后的瞬間繩子受到木塊拉力的大??；(2)子