【课件】动量守恒定律+课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

第3节 动量守恒定律第一章 动量守恒定律还有哪些过程动量也会保持守恒呢？动量守恒有什么适用范围吗？为什么在有了速度、加速度、力之后还要提出动量的概念来描述运动？我们在第一节课的学习中已经学习到当小车相互碰撞时，碰撞前后的动量守恒。小明小红交流讨论小明和小红站在滑板上，小红抱着一个实心球，在脚不接触地面而且小红不接触小明的情况下，怎样使小明动起来？抛球小明球球交流讨论1.如果小红将球抛给小明，对于小明接球的过程，将其抽象成物理模型并画在纸上；互相交流并讨论，哪一种模型最合适？点击播放动画球小明一个木块以一定的初速度撞击另一木块后，一起共速的过程小明小红2.在这个过程中我们研究的对象是谁？并分析其受力情况。交流讨论小明球球点击播放动画球小明小明（重力、支持力、碰撞时相互作用的弹力、摩擦力）球（重力、碰撞时相互作用的弹力、摩擦力）小明小红（1）碰撞过程中 A 所受的合外力的冲量：3.对于抽象出的模型进行研究，如图所示，A 小球以速度 v0 碰撞静止的 B 小球，分析：交流讨论碰撞过程中 B 所受的合外力的冲量：ABmAmBv0BAmAmBv（2）碰撞过程中 A 的动量的变化量：3.对于抽象出的模型进行研究，如图所示，A 小球以速度 v0 碰撞静止的 B 小球，分析：交流讨论碰撞过程中 B 的动量的变化量：ABmAmBv0BAmAmBv（3）根据动量定理，对于A 球：3.对于抽象出的模型进行研究，如图所示，A 小球以速度 v0 碰撞静止的 B 小球，分析：交流讨论ABmAmBv0BAmAmBv对于 B 球：交流讨论说明碰撞前后 A、B 的动量之和是不变的。根据牛顿第三定律：可得：（4）忽略摩擦力，分析结论：A 球：B 球：即：碰撞前后A、B的动量之和仍然是不变的。根据牛顿第三定律：可得：（5）忽略摩擦力，且碰撞前 B 的速度不为0，碰撞后两者不共速交流讨论 A 球：B 球：即：ABmAmBvA0vB0BAmAmBvBvA（1）忽略摩擦力，只有物体间的相互作用力。（2）相互作用力等大反向，满足牛顿第三定律。（3）动量定理成立。4.通过以上分析思考：相互作用的两个物体，作用前后的动量之和守恒的关键是什么？交流讨论梳理深化1.我们把由两个（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。系统中物体间的作用力，叫作内力。系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫作外力。2.理论和实验都表明：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。动量守恒定律巩固提升例1如图所示，A、B 两物体的质量之比mAmB32，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，当两物体被同时释放后，下列说法中不正确的是（）A若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则 A、B 组成的系统动量守恒压力大小不等，摩擦力大小不等，合外力0 A巩固提升例1如图所示，A、B 两物体的质量之比mAmB32，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，当两物体被同时释放后，下列说法中不正确的是（）B若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则 A、B、C 组成的系统动量守恒A巩固提升例1如图所示，A、B 两物体的质量之比mAmB32，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，当两物体被同时释放后，下列说法中不正确的是（）C若 A、B 所受的摩擦力大小相等，则 A、B 组成的系统动量守恒D不论 A、B 所受摩擦力大小如何，A、B、C 组成的系统动量守恒A我们生活中有很多相互作用的系统，比如游乐场中的碰碰车、爆炸的烟花、手枪发射子弹等，怎样用动量守恒去描述这些情景并解决相关问题呢？需要注意哪些问题？交流讨论在游乐场中，小明和小红开着碰碰车以相同的速度 v 正面对撞。已知小明和车的总质量为 m1，小红和车的总质量为 m2，碰撞后小红的车以速度 v2 反弹，那么小明的运动状态会怎样？小明小明小红小红情境一：小明小明小红小红交流讨论情境一：研究过程初状态 末状态 是否满足动量守恒条件 矢量性体现 动量守恒表达式 m1，vm2，vv2v1=?研究对象(系统)小明：m1，向右，v 小红：m2，向左，v 小明：m1，未知 小红：m2，向右，v2内力外力向右为正m1vm2v=m1v1m2v2人和碰碰车交流讨论m1，v1=?m，vv2一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，其中与原来速度同向的那一块碎片速度为 v2，求另一块质量为 m1 的碎片的速度 v1。情境二：交流讨论m1，v1=?m，vv2研究对象(系统)研究过程初状态 末状态 是否满足动量守恒条件 矢量性体现 动量守恒表达式 情境二：火箭m，向右，v 碎片1：m1，未知 碎片2：m2，向右，v2内力外力爆炸前速度为正mv=m1v1m2v2m=m1m2交流讨论如图所示是正在发射导弹的导弹车。发射前总质量为 m，静止在地面上；某时刻将质量为 m1 的导弹以相对于地面的速度 v 斜向上发射出去，速度与地面的倾角为，求导弹车发射后瞬间的速度。情境三：交流讨论情境三：研究对象(系统)m1，v研究过程初状态 末状态 是否满足动量守恒条件 矢量性体现 动量守恒表达式 导弹和导弹车m，静止 导弹：m1，斜向上，v 导弹车：m2，未知系统动量不守恒；水平方向，内力外力火箭发射水平速度为正0=m1vcosm2v2m=m1m21.在实际解决问题时都有哪些情景可以利用动量守恒？（1）系统合外力为0；（2）系统内力远大于外力；（3）某一方向上合外力为0。归纳总结：利用牛顿定律解决问题，还需知道加速度、时间等物理量；而利用动量守恒解决问题时，具有不考虑复杂的过程变化，不考虑复杂的过程变化，只研究初末状态只研究初末状态的优越性。2.如果以上问题用牛顿定律解决，我们还需要求出哪些物理量？可能会遇到什么困难？用动量守恒有什么优越性？归纳总结：梳理深化1.利用动量守恒解决问题的基本步骤：（1）明确研究对象，确定系统的组成（哪几个物体）及研究过程；（2）进行受力分析，判断系统（或某一方向上）动量是否守恒；（3）规定正方向，确定初、末状态的动量；（4）由动量守恒定律列出方程；（5）代入数据，求出结果，必要时讨论说明。2.利用动量守恒解决问题时不考虑复杂过程变化，只研究初末状态。例2如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为 10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为 2v0、v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。（不计水的阻力）巩固提升12mm10m解：设抛出货物的速度为v，抛出后乙船的速度为v乙，接住货物后，甲船速度为v甲，12mm10m根据动量守恒定律，对抛出货物和乙船的系统：12mv0=11mv乙mv对抛出货物和甲船的系统：10m2v0mv=11mv甲为避免两船相撞，抛出货物的速度最小时，应满足 v甲=v乙；综上解得：v=4v0动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一，比牛顿运动定律的适用范围更广。当光从超新星到达地球时，它给地球一个轻微的推动，而与此同时地球却无法给超新星一个轻微的推动，因为它已经消失了。因此，如果我们想象一下地球与超新星之间的相互作用，在同一瞬间就不是大小相等、方向相反了。这时，牛顿第三定律显然已不适用了。虽然如此，动量守恒定律还是正确的。不过，我们必须把光也考虑在内。当超新星发射光时，星体反冲，得到动量，同时光也带走了大小相等而方向相反的动量。等经过几百万年之后光到达地球时，光把它的动量传给了地球。这里要注意的是：动量不仅可以为实物所携带，而且可以随着光辐射一起传播。当我们考虑到上述这点时，动量守恒定律还是正确的。比如在我们考察光的发射和吸收时，会看到这样一种现象：在宇宙空间中某个地方有时会突然发出非常明亮的光，这就是超新星。可是它很快就逐渐暗淡下来。光从这样一颗超新星出发到达地球需要几百万年，而相比之下超新星从发光到熄灭的时间就显得太短了。当光从超新星到达地球时，它给地球一个轻微的推动，而与此同时地球却无法给超新星一个轻微的推动，因为它已经消失了。因此，如果我们想象一下地球与超新星之间的相互作用，在同一瞬间就不是大小相等、方向相反了。这时，牛顿第三定律显然已不适用了。虽然如此，动量守恒定律还是正确的。不过，我们必须把光也考虑在内。当超新星发射光时，星体反冲，得到动量，同时光也带走了大小相等而方向相反的动量。等经过几百万年之后光到达地球时，光把它的动量传给了地球。这里要注意的是：动量不仅可以为实物所携带，而且可以随着光辐射一起传播。当我们考虑到上述这点时，动量守恒定律还是正确的。1 2 3动量守恒定律的普适性动量守恒定律系统、内力、外力；动量守恒定律动量守恒定律的应用动量守恒的条件、解题的基本步骤、优越性