高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律优质ppt课件

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动量守恒定律
第1章 第3节
人教版高中物理选择性必修1
板书设计
作业布置
拓展提高
课堂总结
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?
新知导入
 
m2
m1
一、系统　内力和外力
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：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力
3.外力：外部其他物体对系统的作用力
系统
内力
外力
新知讲解
 
m2
m1
思考
系统
内力
外力
(1) 碰撞过程中两个小球受力情况如何？(2)写出两小球速度的变化量，动量的变化量及各自的冲量；(3)结合牛顿运动定律和动量定理，请你推导出一个最终的表达式。
新知讲解
 
m2
m1
二、动量守恒定律——理论推导1：牛顿运动定律
光滑
新知讲解
 
m2
m1
二、动量守恒定律——理论推导2：动量定理
光滑
新知讲解
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。
三、动量守恒定律
1、内容
2、表达式
①
②
③
新知讲解
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件)
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）
(4)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)
新知讲解
注意
1.确定研究对象 (系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒。2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化。
A、B 两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，现烧断细线。
若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？
守 恒
思考
新知讲解
(1)系统性：动量守恒定律是对一个系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。
应用动量守恒定律的注意点
(2)矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。
(3)瞬(同)时性: 动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意时刻动量守恒。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。
(4)相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。
(5)普适性：是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
新知讲解
例题1：在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。
③ 本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？
①本题中相互作用的系统是什么？
②分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？
系统
内力
外力
新知讲解
沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1 = 2 m/s，设两车结合后的速度为v 。

两车碰撞前的总动量为
两车碰撞后的总动量为
由动量守恒定律可得：
所以
代入数值，得
v= 0.9 m/s
新知讲解
例题2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1 。求炸裂后另一块的速度v2 。
火箭炸裂前的总动量为
炸裂后的总动量为
根据动量守恒定律可得：
解出
若m=10kg,m1=4kg;v的大小为900m/s,v1的大小为300m/s，则v2的大小为多少？
1700m/s
新知讲解
⑴分析题意，确定研究对象；⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；⑷列动量守恒方程；⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法
新知讲解
1、两个磁性很强的磁铁，分别固定在甲、乙两辆小车上，甲车的总质量为4kg，乙车的总质量为2kg。甲、乙两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，甲车的速度是5m/s，方向水平向右；乙车的速度是3m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻乙车向右以8m/s的水平速度运动，求此时甲车的速度？
负号表示甲车的速度方向水平向左
以水平向右方向为正方向
v1=5m/s, v2=-3m/s, v2´=8m/s
根据动量守恒定律：
m1v1+m2v2= m1v1´ +m2v2´
解得：v1 ´ =-0.5m/s
课堂练习
2、一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将( )A、左右来回运动B、向左运动C、向右运动D、静止不动
A
解析：对人、铁锤和平板车组成的系统，系统外力之和为0，系统总动量守恒。
当锤头打下去时，锤头向右运动，车就向左运动；举起锤头，锤头向左运动，车就向右运动；连续敲击时，车就左右运动； 一旦锤头不动，车就会停下。
课堂练习
1、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。2、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。3、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
动量守恒定律的普适性
新知讲解
v
v´
p=mv=0.2×2=0.4kg·m/s
p'=mv‘=0.2×2=0.4kg·m/s
Δp
思考讨论：如图所示，一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°,速度仍为2m/s。请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向。
新知讲解
1、车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，这时车厢的速度为（ ）A.v0，水平向右B.0C.m2v0/(m1+m2)D.m2v0/ (m1-m2)
C
拓展提高
2、把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是（ ）A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和小车组成的系统动量守恒C.若忽略不计子弹和枪筒间的摩擦，枪、小车和子弹组成的系统动量才近似守恒D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒
D
拓展提高
解析：以漏出的沙子与车厢为相互作用的系统，设漏出的沙子质量为m，在水平方向上不受外力，漏出的沙子与车厢原来具有相同的水平速度v。由动量守恒定律：Mv=mv+(M-m) v′. 所以：v′=v，即车厢的速度不变。
3、一辆装有沙子总质量为M的车厢，正以速度v在光滑的水平轨道上前进，车厢底部中间不断地由沙子漏出，问在漏沙子过程中，车厢的速度任何变化？
拓展提高
动量守恒定律
动量守恒定律的推导
动量守恒定律表达式
动量守恒定律的应用
课堂总结
动量守恒定律
动量守恒定律的推导
动量守恒定律表达式
动量守恒定律的应用
板书设计
课后练习和同步练习
作业布置
课程结束
人教版高中物理选择性必修1