動量守恒定律課件

第一章

動量守恒定律第3節(jié)

動量守恒定律高中物理選擇性必修第一冊對于其他物體的碰撞也是這樣的嗎？怎么證明這一結(jié)論呢？第一節(jié)中通過分析一輛運動的小車碰撞一輛靜止的小車，得出碰撞前后兩小車的動量之和不變的結(jié)論。思考與討論

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑請用已學知識推導(dǎo)兩物體碰撞前后的總動量的關(guān)系（兩物體勻速，且v2>v1）一、相互作用的兩個物體的動量改變問題1：物體A、B受到哪些力的作用？影響動量變化的是哪些力的沖量？這些沖量之間有什么關(guān)系？問題2：規(guī)定初速度方向為正，結(jié)合牛三定律和動量定理分別列出求解兩個物體動量變化的表達式，比較整體碰撞前后的動量之和，你有什么發(fā)現(xiàn)？

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑F(xiàn)1F2對m2：由動量定理得：對m1：由牛頓第三定律得：推導(dǎo)結(jié)果：結(jié)論：兩個物體碰撞前后總動量保持不變用動量定理推導(dǎo)兩物體碰撞前后的總動量的關(guān)系（兩物體勻速，且v2>v1）一、相互作用的兩個物體的動量改變：問題3：碰撞時的相互作用力是變力，上述推導(dǎo)結(jié)果仍然成立嗎？問題4：碰撞前后滿足動量之和不變的兩個物體的受力情況有什么特點呢？問題5：碰撞系統(tǒng)滿足動量守恒的條件是什么呢？

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑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0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。2.公式：(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(2)?p=0（系統(tǒng)總動量的變化量為0）(3)?p1=-?p2

（兩物體動量的變化量大小相等、方向相反）3.條件：(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零(理想守恒)(2)系統(tǒng)所受合外力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠大于外力（近似守恒）(3)系統(tǒng)在某一方向上合力為零，則在這一方向上動量守恒.(某方向守恒)二、動量守恒定律如圖所示，光滑的水平面上兩小車中間夾一壓縮的輕彈簧，兩手分別按住小車使它們靜止，對兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，試分析：(1)兩手同時放開，兩車的動量均不為0，它們的總動量是否增加了？(2)若先放開左手，再放開右手后，系統(tǒng)的總動量是否為0？若不為零，方向如何？之后系統(tǒng)的總動量是否守恒？思考與討論例1：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)運動。求貨車碰撞后運動的速度。典型例題

m1m2火車車廂之間的掛鉤靠碰撞連接例2：一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)量為m，在某點的速度大小為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，速度大小為v1。求炸裂后瞬間另一塊的速度v2。解：以火箭初速度方向為正方向，則炸裂前的總動量為火箭炸裂后的總動量為根據(jù)動量守恒定律可得：解得：v?v1v2p'=(m-m1)v2-m1v1mv=(m-m1)v2-m1v1總結(jié)用動量守恒定律解題的步驟明確研究對象，確定系統(tǒng)的組成研究過程并受力分析，確定動量是否守恒規(guī)定正方向，確定初、末動量根據(jù)動量守恒定律，建立守恒方程代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果并討論說明例3：如圖所示，光滑水平面上靜止著一質(zhì)量為M的小車，小車上有一光滑的、半徑為R的1/4圓弧軌道，右側(cè)有一固定豎直擋板?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的光滑小球從軌道的上端由靜止開始釋放，下列說法中正確的是A.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)動量守恒B.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒C.撤去擋板，小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)動量守恒D.撤去擋板，小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒

當小球沿光滑圓弧軌道下滑時，小球和小車組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，動量不守恒，A錯誤

小球下滑過程中，小車靜止且受到擋板水平方向的彈力，即小球和小車組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力不為零，小車和小球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量不守恒，B錯誤撤去擋板，小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，動量不守恒，但在水平方向上所受合外力為0，水平方向動量守恒，故C錯誤D正確變形拓展

若質(zhì)量為M的1/4圓弧滑塊靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部與水平面相切，一個質(zhì)量為m的小球以速度v0向滑塊滾來。設(shè)小球不能越過滑塊，則小球到達滑塊上的最高點時，兩物體的速度有何關(guān)系？兩物體速度為多大？1、小球運動到最高點，速度具有什么特點呢？

最高點小球豎直方向上的速度為零，只有水平速度且與光滑弧面速度相等2、此時速度為多大？由系統(tǒng)水平方向動量守恒：mv0＝(M+m)v變形拓展

若質(zhì)量為M的1/4圓弧滑塊靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部與水平面相切，一個質(zhì)量為m的小球以速度v0向滑塊滾來。設(shè)小球不能越過滑塊，則小球到達滑塊上的最高點時，兩物體的速度有何關(guān)系？兩物體速度為多大？3、若小球能沖出圓弧軌道，之后它做什么運動呢？

沖出圓弧軌道時，小球有一個豎直分速度，同時和軌道有一個相同的水平分速度，所以沖出軌道的小球?qū)⒆鲂睊佭\動動量守恒定律的普適性探究思考

既然許多問題可以通過牛頓運動定律解決，為什么還要研究動量守恒定律？1、動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài)，與過程中力的細節(jié)無關(guān)