高中物理课件 第1章 1.2 探究动量守恒定律
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图1-2-1
(1)把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电 动卡销卡住A、B，在A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态.
(2)按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时 器，A、B与挡板C、D碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间 t1和B至D的运动时间t2.
【解析】 (1)因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一 起，其共同速度比A原来的速度小.所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计 算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度.
(2)由题图可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为： vA＝100.5.002××150－2 m/s＝1.05 m/s vA′＝vB′＝6.09.50×2×105－2 m/s＝0.695 m/s 故碰撞前：mAvA＋mBvB＝0.40×1.05 kg·m/s＋0.20×0 kg·m/s＝0.420 kg·m/s 碰撞后：mAvA′＋mBvB′＝(mA＋mB)vA′＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s. (3)数据处理表明，mAvA＋mBvB≈mAvA′＋mBvB′，即在实验误差允许的范围 内，A、B碰撞前后总的物理量mv是不变的.
，或者所受 合外力为零
，那么这个系统的总动
(2)成立条件 ①系统 不受 外力作用. ②系统受外力作用，但合外力为零. ③系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于内力.这种情况严格地 说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况. ④系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，或在某一方向 上外力比内力小得多，则系统在该方向上动量守恒.
②A端至C的距离L1，B端至D的距离L2； ③由于滑块和气垫导轨间的摩擦力很小，因此可以忽略不计，可认为滑块在
导轨上做匀速直线运动，因此两滑块作用后的速度可分别表示为：vA＝
L1 t1
，vB＝
Lt22.
若(M＋m)
wk.baidu.com
L1 t1
＝M
L2 t2
成立，则(M＋m)vA＝MvB成立，即碰撞中守恒的量是mv的
矢量和.
【答案】 (3)①用水平仪测量使导轨水平 ②A端至C的距离L1，B端至D的距离L2 ③(M＋m)vA＝MvB
2.某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A 的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰 并黏在一起继续做匀速运动，如图1-2-2所示.在小车A的后面连着纸带，电磁打点 计时器的频率为50 Hz.
3.动量守恒定律的适用范围 它是自然界最普遍，最基本的规律之一.不仅适用于低速、宏观领域，而且适 用于高速、微观领域.
[再判断] 1.对于由几个物体组成的系统，物体所受的重力为内力.( × ) 2.某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关.( √ ) 3.一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒.( × ) 4.只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒.( × ) 5.系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.(√ )
图1-2-2
(1)若已得到打点纸带如图1-2-3所示，并测得各计数点间的距离.则应选图中 __________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的速度.
图1-2-3 (2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，则由以上结 果可得碰前mAvA＋mBvB＝______kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s. (3)从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变 的？
【答案】 (1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)mv
动量守恒定律
[先填空] 1.系统、内力和外力 (1)系统 把几个有 相互作用 的物体合称为系统. (2)内力 系统内 物体间 的相互作用力. (3)外力 系统外的物体对 系统内物体 的作用力.
2.动量守恒定律 (1)内容 如果一个系统不受 外力 量 保持不变 .
(3)重复几次取t1、t2的平均值. ①在调整气垫导轨时应注意_______________________________； ②应测量的数据还有______________________； ③只要关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.
【解析】 (3)①用水平仪测量使导轨水平；
[后思考] 1.系统总动量为零，是不是组成系统的每个物体的动量都等于零？
【提示】 不是.系统总动量为零，并不一定是每个物体的动量都为零，还可 以是几个物体的动量并不为零，但它们的矢量和为零.
2.动量守恒定律和牛顿第二定律的适用范围是否一样？
【提示】 动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广.自然界中，大到天 体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律， 而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接 近光速的物体，牛顿运动定律不再适用.
(4)在一小车上帖上双面胶，用另一小车碰撞它，二者相碰后粘在一起.观察两 小车碰撞前后的速度变化.
(5)改变小车质量，重复步骤(1)～(4). 4.结论 两物体在碰撞前后总动量的大小、方向均不变.
1.如图1-2-1所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板 的质量都是M的滑块A、B，做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：
知识脉络
探究物体碰撞时动量的变化规律
1.实验目的：探究物体碰撞前后总动量有何关系. 2.实验器材：气垫导轨、滑块2块、天平、光电门、数字毫秒计等. 3.实验步骤 (1)用天平测出两滑块质量m1、m2填入表格. (2)调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统开始工作. (3)导轨上一滑块静止，用另一滑块与其碰撞.记录两滑块的速度变化.(v1、 v1′、v2′填入下表中)
知
识
点
一
学
1.2 探究动量守恒定律
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.知道探究物体碰撞时动量变化规律的 思路和方法. 2.知道系统、内力、外力的概念. 3.理解动量守恒定律的内容及表达式， 理解其守恒的条件.(重点) 4.了解动量守恒定律的普遍意义，会用 动量守恒定律解决实际问题.(重点、难 点)
(1)把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电 动卡销卡住A、B，在A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态.
(2)按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时 器，A、B与挡板C、D碰撞的同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间 t1和B至D的运动时间t2.
【解析】 (1)因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一 起，其共同速度比A原来的速度小.所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计 算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度.
(2)由题图可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为： vA＝100.5.002××150－2 m/s＝1.05 m/s vA′＝vB′＝6.09.50×2×105－2 m/s＝0.695 m/s 故碰撞前：mAvA＋mBvB＝0.40×1.05 kg·m/s＋0.20×0 kg·m/s＝0.420 kg·m/s 碰撞后：mAvA′＋mBvB′＝(mA＋mB)vA′＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s. (3)数据处理表明，mAvA＋mBvB≈mAvA′＋mBvB′，即在实验误差允许的范围 内，A、B碰撞前后总的物理量mv是不变的.
，或者所受 合外力为零
，那么这个系统的总动
(2)成立条件 ①系统 不受 外力作用. ②系统受外力作用，但合外力为零. ③系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远小于内力.这种情况严格地 说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况. ④系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，或在某一方向 上外力比内力小得多，则系统在该方向上动量守恒.
②A端至C的距离L1，B端至D的距离L2； ③由于滑块和气垫导轨间的摩擦力很小，因此可以忽略不计，可认为滑块在
导轨上做匀速直线运动，因此两滑块作用后的速度可分别表示为：vA＝
L1 t1
，vB＝
Lt22.
若(M＋m)
wk.baidu.com
L1 t1
＝M
L2 t2
成立，则(M＋m)vA＝MvB成立，即碰撞中守恒的量是mv的
矢量和.
【答案】 (3)①用水平仪测量使导轨水平 ②A端至C的距离L1，B端至D的距离L2 ③(M＋m)vA＝MvB
2.某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A 的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰 并黏在一起继续做匀速运动，如图1-2-2所示.在小车A的后面连着纸带，电磁打点 计时器的频率为50 Hz.
3.动量守恒定律的适用范围 它是自然界最普遍，最基本的规律之一.不仅适用于低速、宏观领域，而且适 用于高速、微观领域.
[再判断] 1.对于由几个物体组成的系统，物体所受的重力为内力.( × ) 2.某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关.( √ ) 3.一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒.( × ) 4.只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒.( × ) 5.系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.(√ )
图1-2-2
(1)若已得到打点纸带如图1-2-3所示，并测得各计数点间的距离.则应选图中 __________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的速度.
图1-2-3 (2)已测得小车A的质量mA＝0.40 kg，小车B的质量mB＝0.20 kg，则由以上结 果可得碰前mAvA＋mBvB＝______kg·m/s，碰后mAvA′＋mBvB′＝________kg·m/s. (3)从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变 的？
【答案】 (1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)mv
动量守恒定律
[先填空] 1.系统、内力和外力 (1)系统 把几个有 相互作用 的物体合称为系统. (2)内力 系统内 物体间 的相互作用力. (3)外力 系统外的物体对 系统内物体 的作用力.
2.动量守恒定律 (1)内容 如果一个系统不受 外力 量 保持不变 .
(3)重复几次取t1、t2的平均值. ①在调整气垫导轨时应注意_______________________________； ②应测量的数据还有______________________； ③只要关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.
【解析】 (3)①用水平仪测量使导轨水平；
[后思考] 1.系统总动量为零，是不是组成系统的每个物体的动量都等于零？
【提示】 不是.系统总动量为零，并不一定是每个物体的动量都为零，还可 以是几个物体的动量并不为零，但它们的矢量和为零.
2.动量守恒定律和牛顿第二定律的适用范围是否一样？
【提示】 动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广.自然界中，大到天 体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律， 而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接 近光速的物体，牛顿运动定律不再适用.
(4)在一小车上帖上双面胶，用另一小车碰撞它，二者相碰后粘在一起.观察两 小车碰撞前后的速度变化.
(5)改变小车质量，重复步骤(1)～(4). 4.结论 两物体在碰撞前后总动量的大小、方向均不变.
1.如图1-2-1所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板 的质量都是M的滑块A、B，做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：
知识脉络
探究物体碰撞时动量的变化规律
1.实验目的：探究物体碰撞前后总动量有何关系. 2.实验器材：气垫导轨、滑块2块、天平、光电门、数字毫秒计等. 3.实验步骤 (1)用天平测出两滑块质量m1、m2填入表格. (2)调整导轨使之处于水平状态，并使光电计时器系统开始工作. (3)导轨上一滑块静止，用另一滑块与其碰撞.记录两滑块的速度变化.(v1、 v1′、v2′填入下表中)
知
识
点
一
学
1.2 探究动量守恒定律
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.知道探究物体碰撞时动量变化规律的 思路和方法. 2.知道系统、内力、外力的概念. 3.理解动量守恒定律的内容及表达式， 理解其守恒的条件.(重点) 4.了解动量守恒定律的普遍意义，会用 动量守恒定律解决实际问题.(重点、难 点)