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高中物理第三节 动量守恒定律教案配套课件ppt
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这是一份高中物理第三节 动量守恒定律教案配套课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了相互作用，总动量，答案01ms，答案067kg，答案见解析等内容，欢迎下载使用。
子弹击打光滑水平桌面上的木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒
滑块从固定在水平面上的上表面光滑的斜面上滑下，滑块与斜面组成的系统动量不守恒
1．系统：两个________的物体组成一个力学系统．2．内力：系统中物体间的相互作用力．3．外力：系统____其他物体对系统内物体的作用力．
1．内容：物体在碰撞时，如果系统所受合外力____， 则系统的______保持不变．2．表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.3．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____．
1.(2024·广东深圳校考期中)如右图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下．电动机先把重锤吊起一定的高度，然后静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止．不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．重锤与桩的撞击过程中，机械能守恒B．重锤随桩一起向下运动过程中，机械能守恒C．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒D．整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
解析：重锤与桩的撞击过程中，会产生内能，机械能不守恒，故A错误；重锤随桩一起向下运动过程中，需要克服阻力做功，机械能不守恒，故B错误；整个运动过程中，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，可知在整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量不守恒，但根据动量定理可知，系统所受合外力冲量为零，故C错误，D正确．
2.如右图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法正确的是( ) A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小不相等
解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，D错误．故选C．
1．研究对象：相互作用的物体组成的系统．2．动量守恒定律的成立条件．(1)系统不受外力或所受合外力为零．(2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒．(3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．
【典例1】 (多选)如下图所示，光滑水平面上两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，下列说法正确的是( )A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
[核心点拨] (1)两手都放开后，系统在水平方向上不受外力，合外力为零，系统动量守恒．(2)只放开左手，系统在水平方向上受到右手向左的作用力，合外力不为零，系统动量不守恒．
解析：当两手同时放开时，系统所受的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，A正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，则放开左手时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，B错误，C、D正确．
系统动量守恒的判定方法(1)分析动量守恒时研究对象是系统，分清外力与内力．(2)研究系统受到的外力矢量和．(3)外力矢量和为零，则系统动量守恒；若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒．(4)系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化．
1．(2024·江苏徐州市第七中学月考)在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是( )A．光滑斜面置于光滑水平面上，一个物体沿斜面滑下，物体和斜面系统动量守恒B．在光滑水平面上运动的小车迎面撞上一静止的小车，两车系统的动量守恒C．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，运动员和铅球系统的动量守恒D．从高空平抛落下的重物落在静止于地面上的车厢中，重物和车厢系统的动量守恒
解析：光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统，系统在竖直方向上存在加速度，合外力不为零，动量不守恒，故A错误；在光滑水平面上运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统，系统所受合外力为零，动量守恒，故B正确；运动员将铅球从肩窝开始加速推出， 以运动员和铅球为一系统，运动员受到地面的摩擦力作用，系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C错误；从高空平抛落下的重物落在静止于地面上的车厢中， 以重物和车厢为一系统，重物在与车厢作用过程中存在竖直向上的加速度，所以系统在竖直方向上所受合外力不为零，动量不守恒，故D错误．
2.如右图所示，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中，则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )A．动量守恒，机械能不守恒B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能守恒
解析：在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零，则系统动量守恒；子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能不守恒．故选A．
3.在2022年北京冬奥会上，短道速滑接力是很具观赏性的项目．比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程．忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上．对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是( )A．两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零B．两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零C．两运动员的动量变化一定相同D．两运动员组成的系统动量和机械能均守恒
解析：交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大、反向，作用时间相同，总冲量一定为零，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，故A错误，B正确；交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大、反向，作用时间相同，根据动量定理可知两运动员的动量变化大小相同，方向相反，故C错误；两运动员组成的系统所受合外力为零，动量守恒，但“交棒”运动员的推力对系统做功，系统机械能不守恒，故D错误．故选B．
1．动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义．(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组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反．(4)Δp＝0：系统总动量增量为零．
2．动量守恒定律的几个性质．(1)矢量性：公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算．(2)相对性：速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度．(3)同时性：相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度．
【典例2】 (2024·广东广州市禺山高级中学校考期中)如图是某少年进行滑板训练时的示意图．滑板原来静止在水平地面某处，少年以某一水平初速度跳上滑板，之后与滑板一起以v＝2.0 m/s的速度开始沿水平地面向左滑行，经过x＝20 m的距离后停下．此后少年又从滑板上水平向左跳出，滑板变成向右滑行，向右滑行的距离是向左滑行的距离的四分之一．已知滑板的质量m＝4 kg，少年的质量M＝40 kg，滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)少年跳上滑板时的水平初速度v1大小；解析：少年跳上滑板时，系统的动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律得Mv1＝(M＋m)v，代入数据解得v1＝2.2 m/s.答案：2.2 m/s
(2)少年跳离滑板时的水平速度v2大小．
处理动量守恒问题的一般思路(1)选取合适的系统作为研究对象，判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件．(2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量．(3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解．
4.右图是中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行．若两冰壶质量相等，规定向前运动的方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为( )A．0.1 m/s B．－0.1 m/sC．0.7 m/s D．－0.7 m/s解析：设冰壶质量为m，碰后中国队冰壶速度为vx，由动量守恒定律得mv0＝mv＋mvx，解得vx＝0.1 m/s.
5．A、B两球沿同一条直线运动，下图记录了它们碰撞前后的运动情况．其中a、b分别为A、B碰前的xt图线，c为它们碰后的xt图线．若A球质量为1 kg，则B球质量是多少？(计算结果保留2位有效数字)
6.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上做游戏，甲和他的冰车总质量M＝30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg，游戏时甲推着一个质量m＝15 kg的箱子和他一起以大小为v0＝2 m/s 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来．为了避免相撞，甲把箱子推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住．若不计摩擦，则：
(1)若甲将箱子相对地面以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示)
(2)设乙抓住迎面滑来的相对地面的速度为v的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示)答案：见解析
(3)若甲、乙最后不相撞，则箱子被推出时的速度至少为多大？答案：见解析解析：甲、乙不相撞的条件是v1≤v2，代入数据得v≥5.2 m/s，即箱子推出时的速度至少为5.2 m/s.
子弹击打光滑水平桌面上的木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒
滑块从固定在水平面上的上表面光滑的斜面上滑下，滑块与斜面组成的系统动量不守恒
1．系统：两个________的物体组成一个力学系统．2．内力：系统中物体间的相互作用力．3．外力：系统____其他物体对系统内物体的作用力．
1．内容：物体在碰撞时，如果系统所受合外力____， 则系统的______保持不变．2．表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.3．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____．
1.(2024·广东深圳校考期中)如右图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下．电动机先把重锤吊起一定的高度，然后静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止．不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．重锤与桩的撞击过程中，机械能守恒B．重锤随桩一起向下运动过程中，机械能守恒C．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒D．整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
解析：重锤与桩的撞击过程中，会产生内能，机械能不守恒，故A错误；重锤随桩一起向下运动过程中，需要克服阻力做功，机械能不守恒，故B错误；整个运动过程中，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，可知在整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量不守恒，但根据动量定理可知，系统所受合外力冲量为零，故C错误，D正确．
2.如右图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法正确的是( ) A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小不相等
解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，D错误．故选C．
1．研究对象：相互作用的物体组成的系统．2．动量守恒定律的成立条件．(1)系统不受外力或所受合外力为零．(2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒．(3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．
【典例1】 (多选)如下图所示，光滑水平面上两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，下列说法正确的是( )A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
[核心点拨] (1)两手都放开后，系统在水平方向上不受外力，合外力为零，系统动量守恒．(2)只放开左手，系统在水平方向上受到右手向左的作用力，合外力不为零，系统动量不守恒．
解析：当两手同时放开时，系统所受的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，A正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，则放开左手时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，B错误，C、D正确．
系统动量守恒的判定方法(1)分析动量守恒时研究对象是系统，分清外力与内力．(2)研究系统受到的外力矢量和．(3)外力矢量和为零，则系统动量守恒；若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒．(4)系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化．
1．(2024·江苏徐州市第七中学月考)在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是( )A．光滑斜面置于光滑水平面上，一个物体沿斜面滑下，物体和斜面系统动量守恒B．在光滑水平面上运动的小车迎面撞上一静止的小车，两车系统的动量守恒C．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，运动员和铅球系统的动量守恒D．从高空平抛落下的重物落在静止于地面上的车厢中，重物和车厢系统的动量守恒
解析：光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统，系统在竖直方向上存在加速度，合外力不为零，动量不守恒，故A错误；在光滑水平面上运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统，系统所受合外力为零，动量守恒，故B正确；运动员将铅球从肩窝开始加速推出， 以运动员和铅球为一系统，运动员受到地面的摩擦力作用，系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C错误；从高空平抛落下的重物落在静止于地面上的车厢中， 以重物和车厢为一系统，重物在与车厢作用过程中存在竖直向上的加速度，所以系统在竖直方向上所受合外力不为零，动量不守恒，故D错误．
2.如右图所示，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中，则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )A．动量守恒，机械能不守恒B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能守恒
解析：在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零，则系统动量守恒；子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能不守恒．故选A．
3.在2022年北京冬奥会上，短道速滑接力是很具观赏性的项目．比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程．忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上．对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是( )A．两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零B．两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零C．两运动员的动量变化一定相同D．两运动员组成的系统动量和机械能均守恒
解析：交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大、反向，作用时间相同，总冲量一定为零，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，故A错误，B正确；交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大、反向，作用时间相同，根据动量定理可知两运动员的动量变化大小相同，方向相反，故C错误；两运动员组成的系统所受合外力为零，动量守恒，但“交棒”运动员的推力对系统做功，系统机械能不守恒，故D错误．故选B．
1．动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义．(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组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反．(4)Δp＝0：系统总动量增量为零．
2．动量守恒定律的几个性质．(1)矢量性：公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算．(2)相对性：速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度．(3)同时性：相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度．
【典例2】 (2024·广东广州市禺山高级中学校考期中)如图是某少年进行滑板训练时的示意图．滑板原来静止在水平地面某处，少年以某一水平初速度跳上滑板，之后与滑板一起以v＝2.0 m/s的速度开始沿水平地面向左滑行，经过x＝20 m的距离后停下．此后少年又从滑板上水平向左跳出，滑板变成向右滑行，向右滑行的距离是向左滑行的距离的四分之一．已知滑板的质量m＝4 kg，少年的质量M＝40 kg，滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)少年跳上滑板时的水平初速度v1大小；解析：少年跳上滑板时，系统的动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律得Mv1＝(M＋m)v，代入数据解得v1＝2.2 m/s.答案：2.2 m/s
(2)少年跳离滑板时的水平速度v2大小．
处理动量守恒问题的一般思路(1)选取合适的系统作为研究对象，判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件．(2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量．(3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解．
4.右图是中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行．若两冰壶质量相等，规定向前运动的方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为( )A．0.1 m/s B．－0.1 m/sC．0.7 m/s D．－0.7 m/s解析：设冰壶质量为m，碰后中国队冰壶速度为vx，由动量守恒定律得mv0＝mv＋mvx，解得vx＝0.1 m/s.
5．A、B两球沿同一条直线运动，下图记录了它们碰撞前后的运动情况．其中a、b分别为A、B碰前的xt图线，c为它们碰后的xt图线．若A球质量为1 kg，则B球质量是多少？(计算结果保留2位有效数字)
6.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上做游戏，甲和他的冰车总质量M＝30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg，游戏时甲推着一个质量m＝15 kg的箱子和他一起以大小为v0＝2 m/s 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来．为了避免相撞，甲把箱子推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住．若不计摩擦，则：
(1)若甲将箱子相对地面以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示)
(2)设乙抓住迎面滑来的相对地面的速度为v的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示)答案：见解析
(3)若甲、乙最后不相撞，则箱子被推出时的速度至少为多大？答案：见解析解析：甲、乙不相撞的条件是v1≤v2，代入数据得v≥5.2 m/s，即箱子推出时的速度至少为5.2 m/s.
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