高中物理动量守恒定律公开课优质课件

小结:当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不 守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受 外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒， 或者说总动量在该方向上的分量守恒．
止自由下落，正落在以 5 m/s m/s 速度沿光滑水平面匀速 速度沿光滑水平面匀速 行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为 行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为4 4 kg kg， ， 当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？ 当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法 ⑴分析题意，确定研究对象； ⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情 况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒； ⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相 互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、 末状态的动量值的表达式； ⑷列动量守恒方程； ⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负， 以确定它的方向.
一、系统
内力和外力
N1 外力 N2
内力
F1 F2
系统
G1 G2
系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体 构成一个系统 内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力
外力：外部其他物体对系统的作用力
二、动量守恒定律
请设计模型用牛顿运动定律推导动量守恒定律
m2
m1
F2
m2 m1
F1
m2
m1
m2
m1
F2
思考与讨论
假如将墙和弹簧去掉，问木块、子弹所组成的系统动 量是否守恒 ？请说明理由。
思考与讨论
N3
N1
N2 内力 G
系统
外力
思考与讨论
假如将墙去掉，而换作另一块木块，问两木块、弹簧 和子弹组成的系统动量是否守恒 ？请说明理由。
思考与讨论
内力
N2 N6 N5 N4 N1
N3
N8
系统
N7 外力 G
参考解答 解：取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向，设两车接合 后的速度为v， 则两车碰撞前的总动量为m1v1，碰撞后的 总动量为(m1+m2)v,由动量守恒定律可得： （m1+m2）v=m1v1
m1v1 v m1 m2
代入数值，得v = 0.9 m/s
即两车接合后以0.9m/s的速度沿着 导弹炸裂前的总动量为 p＝mv 炸裂后的总动量为 p′＝m1v1+(m－m1)v2 根据动量守恒定律p′＝p 可得 m1v1 + (m－m1)v2 ＝ mv 解出
爆炸类问题
m v m1v1 2 m m1
系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零，则 这个方向上的动量守恒 在水平轨道上放置一门质量为M的炮 车，发射炮弹的质量为m，炮车与轨 道间摩擦力不计，当炮身与水平方向 成θ角发射炮弹时，炮弹相对于炮身 的出口速度为v0，试求炮车后退的速 度有多大？
思考与讨论
N5 N6 N2 N1 N3 G
外力
内力 N4
系统
木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向 射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短，现将子 弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对 象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短 的整个过程中，动量是否守恒 ？请说明理由。
G
G
⑷ 系统总的来看虽不符合以上三条中的任 何一条，但在某一方向上符合以上三条中的 某一条，则系统在这一方向上动量守恒.（单 向条件）
思考与讨论
A
B
木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向 射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短。现将子 弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对 象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短 的整个过程中，动量是否守恒 ？请说明理由。
注意的问题:
1.确定研究对象 (系统),区分内力和外力.从而判断 所选择的系统动量是否守恒. 2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物 体的动量可以发生很大的变化.
后用细线栓住，现烧断细线。
A、B 两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧
若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？
守
恒
4 例题 1 在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×10 kg
定律体验 质量为 1 kg 的物体在距地面前 的物体在距地面前 5 5m m 处由静 处由静 定律体验
v
v'
参考解答: 解 :取小车开始运动方向为正方向, 当物体落入小车两者 相对静止时速度为 v ‘ 由在水平方向上动量守恒，有 Mv v M v = ( M + m ) v '可得: M m 解得： v ' =4m/s
①选定的研究对象是什么？ 分析回答
②系统所受到的力有哪一些？
③在水平方向是否符合动量守恒的条件？
解:以v0在水平方向的分量为正 方向,则炮弹对地的水平分速度 为：vx=v0cosθ - v． 据水平方向动量守恒得： m(v0cosθ -v)-Mv=0
v0
θ
解得：
mv0 cos v M m
注意v0是炮 弹相对炮 身的速度
的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一 辆 m2 = 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。 v1 m1 ①本题中相互作用的系统是什么？ m2
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？
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？
3、动量守恒的条件
动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所 受外力的矢量和为零.
具体表现为以下几种情况：
⑴系统不受外力；（理想条件） ⑵系统受到外力，但外力的合力为零； （实际条件)
⑶系统所受外力合力不为零，但系统内力 远大于外力，外力相对来说可以忽略不 计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）
应用动量守恒定律解题时应注意
①矢量性：表达式中的速度、动量均为矢量，在 一维情况下，选定一个正方向，将矢量运算转 化为代数运算． ②同一性：表达式中各个速度必须是相对同一 参照物的． ③同时性：表达式中等式一边的速度必须是同一 时刻的．
m2 m1
F1
m2
m1
m2
m1
F2
m2
m1
F1
m2
m1
二、动量守恒定律
1、内容 一个系统不受外力或者所受外力之和为零， 这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动 量守恒定律. 2、表达式： 在一维情况下，对于由两个物体组成的系 统，动量守恒定律的表达式为
m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2