高中教科版 (2019)动量守恒定律多媒体教学课件ppt

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知识点1 动量守恒定律
1 系统、内力和外力 （1）系统：由两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统. （2）内力:系统中物体间的作用力叫作内力. （3）外力:系统以外的物体施加给系统内物体的力叫作外力.
2 动量守恒定律的推导 （1）问题情境
3 动量守恒定律 （1）内容 如果一个系统不受外力或所受合外力为零，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变.
（2）表达式 对于相互作用的两个物体组成的系统，动量守恒定律可以表述为以下三种形式：
（3）成立条件 ①理想条件：系统不受外力作用. ②实际条件：系统受外力但所受外力之和为零.如光滑水平面上一个运动小球与一个静止小球相碰，系统动量守恒. ③近似条件：系统所受合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力.如碰撞、爆炸、反冲现象中,系统的动量可看成近似守恒. ④单方向的动量守恒条件：系统受到的外力总的来看不符合以上三条中的任意一条,则系统的总动量不守恒，但是,若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统在该方向上动量守恒.
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深度理解对动量守恒定律的理解
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4 动量守恒的几种常见情形 （1）合外力为0,两个相互作用的物体动量守恒.
如图1-3-2，在光滑水平面上发生正碰的两小球:碰撞前、后合动量的方向皆向右，但碰后左侧小球的动量方向可能向右,也可能向左.
（2）合外力不为0,两个相互作用的物体在某个方向动量守恒.
如图1-3-4，小车放在光滑水平面上，小球沿着车上的曲面滑下:系统的动量不守恒，但水平方向没有外力作用，不管曲面是否光滑，系统在水平方向的动量都是守恒的.
（3）某个过程的动量守恒，但全过程的动量不守恒.
在动量守恒定律的推导过程中，两小球之间是一对相互作用的变力，而推导中利用两小球间相互作用力的平均值代替，认为是恒力.你认为这种处理方法合理吗？
【提示 合理.运用微元法将相互作用过程分成很多小段，在每个小段内认为相互作用力是恒力，则在相互作用过程中每个时刻两小球间的相互作用力都大小相等、方向相反，因此推导结果对相互作用过程中的任意状态都适用.】
例1-1 ［鲁科版教材习题］（多选）如图1-3-7所示,光滑水平面上的两玩具小车中间连接一被压缩的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止.对于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.两手先后放开后,系统总动量始终为零C.先放开左手紧接着放开右手后,系统总动量向右D.先放开左手紧接着放开右手后,系统总动量向左
【解析】
例1-2 （多选）如图1-3-8所示，在世界女排大奖赛中，中国球员朱婷竖直跳起，恰好在她达到最高点时将水平飞来的排球击出，排球以更大的速率水平返回，落在对方的场地上，忽略空气阻力.则下列说法正确的是( )
A.在击球过程中朱婷与球组成的系统动量不守恒B.击打前后瞬间朱婷与球组成的系统的动能相等C.朱婷与球在水平方向动量守恒D.朱婷与球在水平方向的动量变化量相同
【解析】在击球过程中，朱婷与球组成的系统水平方向不受外力，竖直方向受到重力，合外力不为零，所以系统动量不守恒，水平方向动量守恒，选项A、C正确；由于朱婷击球的过程中消耗体能，所以朱婷与球组成的系统的动能增大，选项B错误；在击球过程中朱婷与球组成的系统水平方向动量守恒，则朱婷与球在水平方向的动量变化量大小相等，方向相反，动量变化量不相同，选项D错误.
例1-3 ［鲁科版教材习题改编］如图1-3-9所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车.初始时，人、车、锤子都静止.假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是( )
A.人、车和锤子组成的系统动量不守恒B.因为人、车和锤子组成的系统所受合外力为零，所以系统的机械能守恒C.连续敲打可使小车持续向右运动D.人、车和锤子组成的系统在水平方向上动量不守恒
【解析】在人向上和向下挥动锤子的过程中，系统在竖直方向所受的合外力不等于零，该方向系统的动量不守恒,所以系统的动量不守恒，故A正确;在锤子敲打的过程中，由于人不断消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，故B错误；把人、锤子和车看成一个系统，系统水平方向不受外力,系统在水平方向上动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒及初始时系统静止可知，系统水平方向的总动量为零,故锤子向左运动时，车向右运动，锤子向右运动时，车向左运动，所以车向左、向右往复运动，不会持续地向右运动，故C、D错误.
知识点2 动量守恒定律的普适性
1 动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是物理学中最常用的普适定律之一.只要系统所受的合外力为零,不论系统内部物体之间的相互作用力性质如何,物体相互作用时是否直接接触,相互作用后粘合在一起还是分裂成碎片,动量守恒定律均适用. （1）动量守恒定律不仅适用于低速、宏观物体组成的系统，还适用于高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）粒子组成的系统. （2）动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统. （3）动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于到目前为止物理学研究的一切领域.
2 动量守恒定律与牛顿运动定律的比较
3 动量守恒定律与机械能守恒定律的比较
例2-4 动量和机械能是物理学中两个重要的概念．试判断下列说法正确的是( )
A.若一个系统的动量守恒，则机械能一定守恒B.若一个系统的机械能守恒，则动量一定守恒C.若两个物体组成的系统动量守恒，则其中一个物体的动量增大，另一个物体的动量可能无变化D.若两个物体组成的系统机械能守恒，则其中一个物体的机械能增大，另一个物体的机械能一定减小
题型1 判断系统动量是否守恒
例5 （多选）下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )
A. B. C. D.
思路点拨 解答本题应注意以下两点：（1）确定系统，明确系统的内力和外力.（2）判断系统所受合外力是否为零.
判断系统动量是否守恒的要点1.正确选取系统.动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统.判断系统动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系.2.注意区分内力、外力.要分清系统中物体所受的力哪些是内力，哪些是外力,再判断系统动量是否守恒.3.注意某一方向上的系统动量守恒的判断.系统某一个方向上的合外力矢量和为0,或者某一方向上系统的内力远大于外力,那么系统在该方向上动量守恒.【注意】 系统动量守恒,并不是系统内各物体的动量都不变,一般来说,系统动量守恒时,系统内各物体的动量是变化的,但系统内各物体的动量的矢量和是不变的.
A.滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒B.滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒C.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒D.滑块和小球组成的系统动量不守恒，机械能不守恒
【解析】滑块和小球组成的系统竖直方向受重力和杆对系统向上的支持力，水平方向所受合外力为零，则水平方向动量守恒；支持力对系统不做功，只有重力做功，则系统的机械能守恒，选项C正确.
题型2 动量守恒定律的应用
类型1 两个物体组成的系统动量守恒
信息提取析题意
应用动量守恒定律解题的基本步骤
【注意】用动量守恒定律列式时,要选择同一参考系、规定同一正方向来确定各物体的速度.
类型2 多物体组成的系统动量守恒
建构导图明思路
【解析】 （分段法）
（整体法）
“五步法”解决多物体、多过程问题
类型3 系统在某一方向上动量守恒
若研究的系统不受外力的作用，则系统动量守恒.若整个系统所受的合外力不为零，但在某一方向上所受的合外力为零，则系统在此方向上动量守恒.确定系统符合哪种情况的动量守恒是解题的关键，同时此类问题常需结合机械能守恒定律或能量观点求解.
题型3 动量守恒与能量的综合应用
母题 致经典·母题探究
（1）求斜面体的质量；
（2）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
（2）斜面体的最大速度为多少？
（3）通过计算说明冰块与斜面体分离后能否追上小孩.
【解析】由于冰块与斜面体分离后的速度大于小孩推出冰块后的速度，故冰块能追上小孩.
（1）求冰块滑上斜面体的最大高度；
（2）若冰块滑至最大高度时迅速将销钉拔掉，通过计算判断，冰块与斜面体分离后，冰块能否追上小孩.
动量和能量综合问题的解题思路动量和能量的综合问题涉及的物体多、过程多，解题时要认真分析物体间相互作用的过程，将过程合理分段，明确在每一个子过程中哪些物体组成的系统动量守恒，哪些物体组成的系统机械能守恒，然后针对不同的过程和系统选择动量守恒定律、机械能守恒定律或能量守恒定律列方程求解．
（1）最终甲、乙两滑块和小车的共同速度的大小；
（2）两滑块与小车间的动摩擦因数；
（3）两滑块运动前滑块乙离右端的距离.
【解析】经分析，滑块甲运动到左端时速度刚好减为0，在滑块甲运动至左端前，小车因受力平衡而保持静止，之后滑块甲和小车一起向右做匀加速运动到三者共速.
（应用动能定理）
（应用动量定理）
（转换研究对象，以甲为研究对象）
考向1 考查动量是否守恒的判断
本题考查动量守恒和机械能守恒的判断，需要考生根据题给信息和所学知识分析解答，考查的核心素养是物理观念中的运动与相互作用观念、能量观念.
【解析】
考向2 考查生活中的动量守恒问题
本题以电动窗帘为素材创设生活实践问题情境，考查了动量定理的应用，要求考生能运用所学物理知识解决实际问题，体现了高考对物理学科核心素养中科学思维的考查.
（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间.
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考法创新 本题是典型的电学搭台、力学唱戏，它以三个带电小球相互作用下的电学模型，考查动量守恒和能量守恒，体现了高考命题的综合性和创新性.
习题课丨学业质量测评
1.关于动量守恒，下列说法正确的是( )
A.系统中所有物体的加速度都为零时，系统的动量守恒B.系统只有重力做功，系统的动量守恒C.系统内部有相互作用的摩擦力，系统的动量一定不守恒D.只要系统所受合力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒
【解析】系统中所有物体的加速度都为零时，系统所受合力为零，系统的动量守恒，A正确；系统所受合力为零时，系统的动量守恒，与重力是否做功、系统内部是否有相互作用的摩擦力无关，B、C错误；系统所受合力不为零，系统总动量不守恒，但如果系统在某一方向上所受合力为零，则系统在该方向上动量守恒，D错误.
2.［鲁科版教材习题改编］北京2022年冬奥会短道速滑接力赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示.假设交接棒过程中两运动员的速度方向共线，忽略运动员所受摩擦力，则交接棒过程中两运动员( )
A.组成的系统动量守恒B.组成的系统机械能守恒C.加速度大小一定相同D.动量的变化量相同
A.甲的动量大小比乙的大B.甲的动量大小比乙的小C.甲的速度大小比乙的大D.甲的速度大小比乙的小
A.20个B.25个C.30个D.40个
（1）子弹击中物块前瞬间的速度大小；
（2）子弹从击中物块到穿出过程中，系统损失的机械能.
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（1）试通过计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营;