高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册动量守恒定律教学ppt课件

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第一节中我们通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样的吗?怎样证明这一结论呢?这是一个普遍的规律吗?
单个物体动量改变的原因是什么？例如小球在光滑水平面上撞墙后反弹回来。
原因：小球在碰撞过程中受到墙作用力的冲量。
如果我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，会有新的收获吗?
例如：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？
各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。
m1v'1- m1v1= -(m2v'2- m2v2)
m1v'1+m2v'2= m1v1+m2v2
1.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
一、相互作用的两个物体的动量改变
我们刚才利用动量定理和牛顿第三定律推导出以上结论，我们知道物理知识具有传承性，那么我们是否可利用牛顿运动定律的知识也能推导出以上结论呢？
思考：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样的呢？
两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。
单个物体受力情况？合力？
系统的受力情况？合力？
除碰撞外，物体间发生其它的相互作用时也满足整体合力为零，整体动量也守恒吗？
为什么整体合力为零，整体动量就守恒？
内力只改变单个物体动量不改变系统动量。
①系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统。
②内力：属于同一个系统间的相互作用力。
③外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力。
注意：内外力的区分取决于系统的选取，系统不同，内外性质可能不同
思考如图所示，甲、乙、丙三辆车碰撞发生追尾事故．(1)选甲、乙两车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？甲和乙组成的系统动量守恒吗？(2)选甲、乙、丙三车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？三辆车组成的系统动量守恒吗？(相互碰撞过程中，摩擦力与内力相比可忽略)
（1）外力，不守恒．　（2）内力，守恒．
1.内容：如果一个系统不受外力或受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
系统初动量=系统末动量
①不受外力（受外力矢量和为零）。
②系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒。
(近似条件，例如：碰撞瞬间、反冲、爆炸等）
③系统受外力，且不能忽略，但某方向上所受外力为0，则系统在该方向上动量守恒。
1．(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是
【例题1】（多选）子弹沿水平方向射入水平地面上的木块后，一起滑行，下面说法正确的是（ ）A、若地面光滑，子弹进入木块瞬间，子弹和木块系统动量守恒B、若地面光滑，子弹、木块一起滑行时系统动量守恒，C、若地面粗糙，子弹进入木块瞬间，子弹和木块系统动量守恒D、若地面粗糙，子弹、木块一起滑行时，系统动量不变
2.(多选)如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接.A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态.若突然撤去力F，下列说法中正确的是
A.A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B.A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C.A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D.A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒
【例题2】(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑.现有一个小球从斜面顶端由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是(　　 )A.斜面和小球组成的系统动量守恒B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C.斜面和小球组成的系统机械能守恒D.斜面和小球组成的系统机械能不守恒
A.若μA：μB=2 ∶3，A、B组成的系统的动量守恒B.若μA：μB=2∶3，A、B、C组成的系统的动量守恒C.若A、B与平板车的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒D.若A、B与平板车的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒
【例题3】(多选)如图所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是
静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧。烧断细线后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？
例1：在列车编组站，一辆质量为1.8×104kg的货车在平直轨道上以2m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104kg的静止的货车，他们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度？
以两车厢为研究对象，取碰撞前火车运动的方向为正方向。
（m1+m2）v=m1v1
例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某时刻的速度为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m1一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
解：以火箭为研究对象，取爆炸前火箭运动的方向为正方向。
m1v1+（m-m1）v2=mv
三、动量守恒定律的普适性
动量守恒定律只涉及过程始末两个状态，与过程中力的细节无关。适用范围非常广泛。
例1：在光滑水平面上，A、B两个物体在同一直线上同一方向运动，A的质量是5kg，速度是9m/s，B的质量是2kg，速度是6m/s。A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10m/s，方向不变，这时A的速度是多大?方向加何?
解：以A、B为研究对象，取A运动的方向为正方向。
mAvA+mBvB=mAv'A+mBv'B
解得：v'A=7.4m/s
5×9+2×6=5v'A+2×10
例2：质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块。（1）并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大?
解：以子弹、木块为研究对象，取子弹运动的方向为正方向。
m1v1=（m1+m2）v
解得：v=88.2m/s
1.0×10-2×300=（1.0×10-2+2.4×10-2）v
m1v1=m1v'1+m2v'2
解得：v=83.3m/s
1.0×10-2×300=1.0×10-2×100+2.4×10-2×v'2
（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大?