高中物理人教版(2019)选择性必修第一册 第一章动量守恒定律第3节动量守恒定律课件

F1 m1
B m2
v2'
A
m1
v1'
对A应用动量定理： F1t m1v1 m1v1 对B应用动量定理： F2t m2v2 m2v2
根据牛顿第三定律： F1 F2 得 m1v1 m1v1 (m2v2 m1v1)
m1v1 m2v2 m1v1 m2v2
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和
这些领域，牛顿运动定律不在适用。
3、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
本课小结
1、定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。 2、公式表达：
(1) p＝p′ (2) m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (3) Δp1＝－Δp2 (4) Δp＝0 3、适用条件：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件
在连续的敲打下，平板车会 怎样运动呢？
两个人的速度之间有 怎样的关系呢？
在冰壶比赛中，一只冰壶撞击 另一只冰壶后，两只冰壶的运 动状态都将发生变化，这种碰 撞类运动有什么规律？
一、相互作用的两个物体的动量变 化如图，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体 A、B，质量分别是 m1 和 m2，沿同一直线向
提示：①只放开一只手，合外力不为零，系统的动量不守恒； ②两只手都放开后，合外力为零，系统动量守恒； ③两手都放开后系统动量的大小取决于两手放开前动量的大 小。
2. 如图所示，质量为m的人站立于质量为M的平板车上，人与车以
大小为v0的速度在光滑水平面上向东运动。某时刻人相对平板车以大
小为v′的速度竖直跳起，人跳起后车的速度大小为B （ ）
4、应用动量守恒定律解题
当堂检测
1. 如图所示，光滑水平面上两玩具小车中间夹一压缩了的轻弹 簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系 统，下列说法中正D确的是（ ）
A.两手同时放开后，系统总动量始终为非零的某一数值 B.先放开左手，后放开右手，之后动量不守恒 C.先放开左手，后放开右手，总动量向右 D.无论何时放手，两手放开后的过程中，系统总动量都 保持不变，但系统的总动量不一定为零
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件)
在光滑水平面上有两个载有磁铁的相对运动的小车，两小车组成的系统动量守恒么？
N2
N1
F2
F1
G2
G1
两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，
所以系统动量守恒。
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件) (3)系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系 统的动量可看成近似守恒；
例: 直轨道上以2 m/s 的速度运动，碰
上一辆质量为2.2×104 kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运
动速度。
N1
N2
系统
m1 F1
m2
F2 内力
审题指导 ①本题中相互作用的系统是什么？
外力
G1
G2
②分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？
谢谢！
【几点提示】 (1)题中涉及哪几个系统？ 提示：枪和子弹组成的系统；枪和车组成的系统；枪、子弹和车三者组成的系统。 (2)试分析各系统在竖直方向的受力情况。 提示：三个系统在竖直方向所受合外力均为零。 (3)试分析各系统在水平方向的受力情况。
提示：车对枪和子弹组成的系统有水平外力；子弹对枪和车组成的系统有水平外力；枪、 子弹和车三者组成的系统在水平方向不受外力作用。 答案：D
例1.把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，下列 关于枪、子弹和车的说法正确的是( ) A．枪和子弹组成的系统水平方向动量守恒 B．枪和车组成的系统水平方向动量守恒 C．若忽略子弹和枪管之间的摩擦，枪、车和子弹组成的系统水平方向动量才近似守恒 D．枪、子弹和车组成的系统水平方向动量守恒
高中物理 选择性必修第一册
3 第一章
第
节
动量守恒定律
学习目标
1.能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。 2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。 3.能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。 4.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
引入
例：一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，
火箭突然炸裂成两块(如图)，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸
裂后另一块的速度v2。
m1
m-m1
解：以v 的方向为正
火箭炸裂前的总动量为 p = mv
炸裂后的总动量为 p = m1v1 + (m - m1 )v2
同一方向运动，速度分别是 v1 和 v2，v2 ＞ v1。当 B 追上 A 时发生碰撞。碰撞后 A、B 的
速度分别是 v1′和 v2′。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用 Δt 表示。
B m2
v2
A
m1
v1
碰撞过程
F2 m2 m1 F1
B m2
v2'
A
m1
v1'
B m2
v2
A
m1
v1
碰撞过程
F2 m2
思考：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？
N2 F2 m2
N1 F1
m1
G2
G1
内力：系统中物体间的作用力叫做内力。 外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。
二、动量守恒定 律
1、内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量
动速度。
m1
m2
解：以碰前货车的运动方向为正方向，两车结合后的速度为v 。
则v1 = 2 m/s ，v2 = 0 两车碰撞前的总动量为
两车碰撞后的总动量为
p m1v1 p = (m1 + m2 )v
由动量守恒定律可得： m1v1 = (m1 + m2 )v
所以
v = m1v1 m1 + m2
代入数值，得
v= 0.9 m/s
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法
⑴找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程； ⑵析：进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)； ⑶定：规定正方向，确定初末状态动量正负号； ⑷列：由动量守恒定律列方程； ⑸解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。
地面摩擦力和空气阻力
远小于内力
动量守恒
③ 本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？
碰撞前、后
例: 在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以2 m/s 的速度运动，碰
上一辆质量为2.2×104 kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运
例：一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时， 火箭突然炸裂成两块(如图)，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸 裂后另一块的速度v2。
炸裂前，可以认为火箭是由质量m1和（m-m1）的两部分组成，火 箭的炸裂过程可以看作炸裂的两部分相互作用的过程。在炸裂过 程中，火箭受到重力的作用，所受合外力的矢量和不为0，但是所 受的重力远小于爆炸时的作用力，所以可以近似认为系统满足动 量守恒定律。
A.v0-v1
B.v0
C.
M m M v0
M m
D. M v0
解析：人和车在水平方向上动量守恒，当人相对车竖直跳起时，取向东为正方向，根据水 平方向动量守恒得（m+M）v0=（m+M）v，故人跳起后车的速度大小为v=v0，方向向东，故B 正确。
3. 如图所示，在光滑水平面上有两个木块A、B，木块B静止，且其上表面左端放置着一 小物块C。已知mA=mB=0.2 kg，mC=0.1 kg，现使木块A以初速度v=2 m/s沿水平方向 向右滑动，木块A与B相碰后具有共同速度（但不粘连），C与A、B间均有摩擦。求： （1）木块A与B相碰瞬间木块A的速度及小物块C的速度大 小； （2）若木块A足够长，小物块C的最终速度。
根据动量守恒定律可得：mv = m1v1 + (m - m1 )v2
解出
v2
=
mv m1v1 m m1
三、动量守恒定律的普适性
1、动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
2、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。
保持不变。这就是动量守恒定律。
2、表达式：
(1) p＝p′，系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后的总动量 p′ (2) m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量 和等于作用后的动量和。 (3) Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 (4) Δp＝0，系统总动量的增量为零。