高中人教版 (2019)3 动量守恒定律课文课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)3 动量守恒定律课文课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了m1v1′－m1v1，m2v2′－m2v2，－F2，系统内部，系统以外，系统以内，总动量，对动量守恒定律的理解，答案D，动量守恒定律的应用等内容，欢迎下载使用。

一、相互作用的两个物体的动量改变1．填一填(1)情境设置：在光滑水平面上同一方向运动的物体A、B，质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，且v2>v1，碰撞过程作用时间为Δt，A对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，碰后A、B的速度分别为v1′、v2′。(2)推导过程：对物体A应用动量定理：F1Δt＝______________，对物体B应用动量定理：F2Δt＝______________，
由牛顿第三定律可知：F1＝_______，由以上三式可得：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2。(3)结论：两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。2．判一判(1)相互作用的两个物体间相互作用力的冲量等大反向。( )(2)在光滑水平面上相互碰撞的两个物体动量变化量大小相等、方向相反。( )(3)碰撞前后满足动量之和不变的两个物体所受外力的矢量和为0。( )
3．想一想如图所示，两个人静止在滑冰场上用力推对方，两人会向相反方向滑去。(1)两人的动量变化量有什么关系？(2)两人的总动量在推动前后是否发生了变化？提示：(1)两人的动量变化量大小相等，方向相反。(2)两人的总动量在推动前后均为零，没有发生变化。
二、动量守恒定律1．填一填(1)系统：相互作用的两个或多个物体构成的整体。(2)内力：_________物体间的相互作用力。(3)外力：_________的物体施加给___________的物体的作用力。(4)内容：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______保持不变。(5)普适性：适用于从宏观到微观的一切领域。
2．判一判(1)只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不守恒。( )(2)只要系统的合外力为零，系统的动量就守恒。( )(3)只要系统所受合外力的冲量为零，系统的动量就守恒。( )
3．想一想如图所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将前面两辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力，还是外力？如果将后面两辆汽车看成一个系统呢？提示：内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。如果将前面两辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力，是内力。
[学透用活]1．对动量守恒定律条件的理解(1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。(2)系统受外力作用，但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。(3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近似守恒。
(4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。2．动量守恒的五个特性(1)矢量性：定律的表达式是一个矢量式，其矢量性表现在：①该式说明系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同。②在求初、末状态系统的总动量p＝p1＋p2＋…和p′＝p1′＋p2′＋…时，要按矢量运算法则计算。如果各物体动量的方向在同一直线上，要选取一正方向，将矢量运算转化为代数运算。
(2)相对性：在动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为对地的速度。(3)条件性：动量守恒定律的成立是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。(4)同时性：动量守恒定律中p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。(5)普适性：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；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
[典例1]　[多选]在光滑水平面上，A、B两小车中间有一弹簧，如图所示。用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看成一个系统，下列说法中正确的是(　　)A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C．先放开左手，再放开右手后，总动量向左D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
[解析]　在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，A对；先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，B错；先放开左手，系统就在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，C对；其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变。若两手同时放开，那么放手后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量就与放开最后一只手时系统所具有的总动量相等，即不为零，D对。[答案]　ACD
[规律方法]系统动量守恒的判定方法(1)分析动量守恒时研究对象是系统，分清外力与内力。(2)研究系统受到的外力矢量和。(3)外力矢量和为零，则系统动量守恒；若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。(4)系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。　　　
[对点练清]1．关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是 (　　)A．只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒解析：根据动量守恒条件可知A、B错误，C正确；D项中所有物体加速度为零时，各物体速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒。答案：C
2． [多选]如图所示，A、B两物体的中间用一段细绳相连并有一压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态。若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动的过程中 (　　)A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B及弹簧组成的系统动量守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒B．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量不守恒D．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒
解析：当A、B两物体及弹簧组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C之间的摩擦力为外力。当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B及弹簧组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒；当A、B与C之间的摩擦力大小相等时，A、B及弹簧组成的系统所受合外力为零，动量守恒。对A、B、C及弹簧组成的系统，弹簧的弹力及A、B与C之间的摩擦力均属于内力，无论A、B与C之间的摩擦力大小是否相等，系统所受的合外力均为零，系统的动量守恒。故选项A、D正确。答案：AD　
[学透用活]1．动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义(1)p＝p′：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。(3)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反。(4)Δp＝0：系统总动量的变化量为零。2．某一方向上动量守恒问题动量守恒定律的适用条件是普遍的，当系统所受的合外力不为零时，系统的总动量不守恒，但是在不少情况下，合外力在某个方向上的分量却为零，那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的。
[答案]　轿车超速行驶
[规律方法]应用动量守恒定律的解题步骤
解析：人和平板车组成的系统，在水平方向上合外力等于零，系统在水平方向上动量守恒。设平板车的速度v1的方向为正方向，选地面为参考系。初态平板车和人的总动量为Mv1，末态平板车的动量为(M－m)v1′(因为人在水平方向上没有受到冲量，其水平动量保持不变)。人在水平方向上对地的动量仍为mv1，则有Mv1＝(M－m)v1′＋mv1，即(M－m)v1＝(M－m)v1′，所以v1′＝v1，方向向东，故D正确。答案：D　
3．如图所示，将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑。开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上。(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？
答案：(1)1 m/s　向右　 (2)0.5 m/s　向右
多物体系统的动量守恒问题
(2)由题可知铜块最终停在第二块木板上，设最终速度为v3，由动量守恒定律得Mv1＋9mv2＝(M＋9m)v3解得v3≈3.4 m/s，方向与小铜块初速度方向相同。[答案]　(1)2.5 m/s，方向与小铜块初速度方向相同(2)3.4 m/s，方向与小铜块初速度方向相同
[易错警示]对于由多个物体组成的系统的动量守恒问题，既要注意系统总动量守恒，又要注意系统内部分物体系统的动量守恒，同时分清作用过程的各个阶段及联系各阶段的状态量。　　　
[对点练清]1．如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统 (　　)A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能不守恒
解析：撤去推力，系统所受合外力为零，动量守恒；因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，故系统的机械能减少，B正确。答案：B
2.如图所示，在光滑的水平面上有两个并排放置的木块A和B，已知木块A、B的质量分别为mA＝500 g、mB＝300 g。有一个质量为80 g的小铁块C以25 m/s的水平初速度开始在A表面滑动。由于C与A、B之间有摩擦，铁块最后停在B上，B和C一起以 2.5 m/s 的速度共同前进。求：(1)木块A的最后速度大小；(2)C在离开A时的速度大小。解析：(1)取A、B、C三个物体组成的系统为研究对象。系统所受到的合外力为零，系统动量守恒，则mCvC＝mAvA＋(mB＋mC)v。
答案：(1)2.1 m/s　(2)4 m/s
一、他能跳上岸吗？(科学思维)[选自鲁科版教材 “物理聊吧”]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(下图)。为什么会出现这种情况？试用动量守恒定律解释，并与同学讨论交流。提示：船未拴住，人从船上向岸上跳时，由动量守恒定律可知，人跳离船时，船向反方向运动，此时人跳离船的速度小于船拴住时人跳离船的速度(设人同样用力)，所以人容易掉入水中。
二、典题好题发掘，练典题做一当十[选自鲁科版教材 “例题”]冬季雨雪天气时，公路上容易发生交通事故。在结冰的公路上，一辆质量为1.8×103 kg的轻型货车尾随另一辆质量为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，如图)。若追尾前瞬间货车速度大小为36 km/h，轿车速度大小为18 km/h，刚追尾后两车视为紧靠在一起，此时两车的速度多大？
[分析]　以两车组成的系统为研究对象，该系统受到的外力有重力、支持力和摩擦力。由于碰撞时间很短，碰撞过程中系统所受合外力通常远小于系统内力，可近似认为在该碰撞过程中系统动量守恒。根据动量守恒定律，可求出两车的共同速度。
[策略提炼]运用动量守恒定律解决问题时，首先应明确研究的系统，在判断系统总动量守恒后，选定正方向，确定初、末状态及各物体的动量，然后列式求解。在碰撞这类问题中，由于相互作用时间极短，系统所受合外力通常远小于系统内力，系统的总动量近似守恒。