1.3　动量守恒定律（教学课件）-高中物理教科版（2019）选择性必修第一册

1.3　动量守恒定律教科版高中物理第一章 动量与动量守恒定律能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。了解系统、内力和外力的概念；理解动量守恒定律的条件。能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞，推导动量守恒定律的表达式。了解动量守恒定律的普遍适用性。以上现象，单个小球动量都发生了变化，多个小球总的动量会变化吗？01动量守恒定律小球m1、m2分别以v1、v2的速度相向运动，图是发生碰撞的三个瞬间，p1和p2、p1'和p2'分别是两小球碰撞前后的动量。设相互作用时间为t。相互碰撞的两个物体组成的系统，总动量保持不变。条件是两球组成的系统所受合外力为0根据动量定理，对1球：F1t=m1v1'-m1v1，即F1t=p1'-p1对2球：F2t=m2v2'-m2v2，即F2t=p2'-p2根据牛顿第三定律：F1= -F2 得：p1+p2=p1'+p2' 系统中物体间的作用力——内力系统、内力与外力系统：两个(或多个)相互作用的物体构成的整体。系统以外的物体施加给系统内物体的力——外力T动量守恒定律的内容及表达式一个系统不受外力或所受合外力为零，系统的总动量保持不变。m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'无论系统内部发生何种形式的相互作用系统总动量的增量等于零。Δp=0两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反。Δp1=-Δp2动量守恒定律的条件系统不受外力或F合=0系统F合≠0但F内≫F外系统F合≠0(系统动量不守恒)，但在某一方向上F合=0(或某一方向上F内≫F外)动量守恒定律的普适性适用于低速、高速、宏观、微观物体。微观粒子间的碰撞1.(2024·自贡市第一中学开学考试)如图所示，在光滑水平面上有一根处于自然状态的轻弹簧，左侧固定在竖直墙面上，弹簧的右侧有一物块以初速度v0向左运动，后与弹簧发生挤压并被弹回，已知弹簧的形变量始终在弹性限度内，则运动过程中A.物块的动量守恒B.物块的机械能守恒C.物块与轻弹簧组成的系统动量守恒D.物块与轻弹簧组成的系统机械能守恒√1.(多选)(2024·达州市高二期中)如图所示，小车A静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中A.若圆弧光滑，则小球动量守恒，机械能守恒B.若圆弧光滑，则系统动量不守恒，机械能守恒C.若圆弧不光滑，则系统动量守恒，机械能不守恒D.若圆弧不光滑，则系统水平方向动量守恒，机械能不守恒√√系统动量是否守恒的判定方法02动量守恒定律的应用小船停靠湖边时，如果船还未拴住，人便匆匆上岸，人有可能会掉入水中。为什么？试用动量守恒定律解释。忽略水对船的阻力作用，人与船组成的系统动量守恒。人起跳后：人获得一个指向岸边的速度，同时船获得一个远离岸边的速度。0 =m人v人+m船v船 2.结冰的公路上，一辆质量为1.8×103 kg的轻型货车尾随一辆质量为1.2×103 kg的轿车同向行驶，因货车未及时刹车而发生追尾(即碰撞)。追尾前瞬间v货=36 km/h，v轿=18 km/h，刚追尾后两车视为紧靠在一起，此时两车的速度为 ？28.8 km/h1.若两车相向而撞，刚碰撞后两车视为紧靠在一起，此时两车速度为？ 2.例2中货车动量的变化量是多少？轿车动量的变化量是多少？ 这两车的动量的变化量有什么关系？选定货车碰撞前的速度方向为正方向，由动量守恒定律：m1v1-m2v2=(m1+m2)v'，解得 v'=14.4 km/h货车动量的变化量：Δp1=m1v-m1v1=-3.6×103 kg·m/s轿车动量的变化量：Δp2=m2v-m2v2=3.6×103 kg·m/s两车的动量的变化量的关系：Δp1+Δp2=02.在微观粒子发生碰撞时，运用动量守恒定律还可测量微观粒子的质量。例如，氢原子核的质量是1.67×10-27 kg，它以7.0×106 m/s的速度与一个原来静止的未知原子核相碰撞，碰撞后以1.0×106 m/s的速度被反弹回来，而未知原子核以4.0×106 m/s的速度向前运动，则未知原子核的质量与氢原子核的质量比值为A.1.5B.2C.2.5D.3√3.(来自教材改编)一枚在空中飞行的火箭质量为m，某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。则炸裂后另一块的速度v2= 。 根据动量守恒定律：mv=m1v1+(m-m1)v2 4.(多选)装有一定质量沙子的小车静止在光滑水平面上，将一个小球从某一高度处以大小为v0的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，说法正确的是A.小球陷入沙中越深，小车最终的速度越大B.小球抛出时的高度越高，小车最终的速度越大C.小球陷入沙中过程，小球和沙、车组成的系统 动量不守恒，机械能不守恒D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子，车上沙子越来越少， 车子的速度保持不变√√若整体质量为M=4 kg的小车以v2=7.5 m/s的速度沿光滑水平面向左匀速行驶，质量为m=1 kg的小球从某一高度以v1=15 m/s的初速度向右被水平抛出并落入小车中，求小球与小车相对静止后的速度。(g取10 m/s2)解：小球与车在水平方向上动量守恒，以向右为正方向由动量守恒定律：mv1-Mv2=(M+m)v共，得v共= -3 m/s大小为3 m/s，方向水平向左应用动量守恒定律解题的思路动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变。内容公式条件①理想守恒：系统不受外力或所受合外力为零。②近似守恒：系统所受合外力不为零，但内力远远大于外力。③某一方向守恒：系统所受合外力不为零(整个系统动量不守恒)，但在某一方向上合外力为零(或某一方向上内力远远大于外力)。