1、第第3 3节节 动量守恒定律动量守恒定律（2019新人教版）高中物理选择性必新人教版）高中物理选择性必修修1第一章第一章 动量守恒定律动量守恒定律问题问题？第一节中我们通过分析一辆运动的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证明这一结论呢？这是一个普遍的规律吗？吗？一、推导（演绎法）问题1：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发生碰撞后，
2、小球反弹。发生碰撞后，小球反弹。原因：小球在碰撞过程中受到墙作用力的冲量，使它原因：小球在碰撞过程中受到墙作用力的冲量，使它的动量发生改变，且的动量发生改变，且Ftp-p。碰碰 前前碰碰 后后v1v2v1v2m1m1m2m2问题2：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。各自动量改变了多少呢？动量的改变量有什么关系吗？冲量。各自动量改变了多少呢？动量的改变量有什么关系吗？两个小球两个小球A和和B在光滑水平面上做匀速运动，质量分别是在光滑水平面上做匀速运动，
3、质量分别是m1和和m2，沿着同，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和和v2，且，且v1v2，经过一段时间后，经过一段时间后，m1追上了追上了m2，两球发生碰撞，碰撞后仍然在同一直线上，速度分别是，两球发生碰撞，碰撞后仍然在同一直线上，速度分别是v1和和v2。碰撞过程中碰撞过程中A所受所受B对它的作用力是对它的作用力是F1，B所受所受A对它的作用力是对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用t表示。表示。v1v2v1v2m1m1m2m2一、定律推导：设置情景v1v2v1v2m1m1m2m2N1N2G
4、1G2F1F2对对m1：F1t=m1v1-m1v1 动量减少动量减少对对m2：F2t=m2v2-m2v2 动量增加动量增加 由牛顿第三定律得由牛顿第三定律得 F1=-F2m1v1m1v1（m2v2m2v2）m1v1+m2v2=m1v1+m2v2p1+p2=p1+p2结论：结论：由动量定理，以向右为正方向由动量定理，以向右为正方向这说明，这说明，两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量量一、定律推导：N1N2G1G2FF系统系统外力外力内力内力系统：系统：有相互作用的物体构成一个系统有相互作用的物体构成一个系统 内力：内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力
5、系统中相互作用的各物体之间的相互作用力外力：外力：外部其他物体对系统的作用力外部其他物体对系统的作用力 1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.内容：如果内容：如果一个系统不受外力一个系统不受外力，或者所，或者所受外力的矢量和为零，受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变这个系统的总动量保持不变。2.表达式表达式11221122mmmmpp 12pp 0p 二、动量守恒定律二、动量守恒定律1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择
6、性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)问题3.A、B两球的动量为什么守恒？守恒的实质是什么？解析：因为系统所受的合外力为零，合外力的冲量为零，故系统的动量不变。内力冲量的作用是实现了它们内部之间动量的转移，系统总动量不变1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)3.动量守恒的条件动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所受外力之和为动量守恒定律成立的条件是：系统
7、不受外力或者所受外力之和为零。零。在具体应用中分如下几种情况：在具体应用中分如下几种情况：系统不受外力；系统不受外力；系统受外力，但外力的矢量和为零；系统受外力，但外力的矢量和为零；系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互作用的内力远系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；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；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。上符合以上三条中的某一条，则系统
8、在这一方向上动量守恒。1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)三、动量守恒定律的理解及应用三、动量守恒定律的理解及应用1.系统性系统性:通常为两个物体组成的系统；通常为两个物体组成的系统；2.2.矢量性矢量性:要规定正方向，已知量跟规定正方向相同要规定正方向，已知量跟规定正方向相同的为正值，相反的为负值，求出的未知量是正值，则的为正值，相反的为负值，求出的未知量是正值，则跟规定正方向相同，求出的未知量是负值，则跟规定跟规定正方向相同，求出的未知量是负值，则
9、跟规定正方向相反。正方向相反。3.同时性同时性:公式中的公式中的v1、v2是相互作用前同一时刻的速是相互作用前同一时刻的速度，度，v1、v2是相互作用后同一时刻的速度。是相互作用后同一时刻的速度。1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)4.4.相对性：相对性：动量大小与参考系的选取有关，各物体的速度必须是相对动量大小与参考系的选取有关，各物体的速度必须是相对同一参考系的速度。一般以地面为参考系。如果题目中告诉的速度是同一参考系的速度。一般以地面为参考系。如
10、果题目中告诉的速度是物体间的相对速度，则要把它变换成对地的速度。物体间的相对速度，则要把它变换成对地的速度。5.5.普适性普适性:不仅适用于宏观世界，也适用于微观世界；不仅能解决低不仅适用于宏观世界，也适用于微观世界；不仅能解决低速运动问题，而且能解决高速运动问题。速运动问题，而且能解决高速运动问题。1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)【典例【典例1】.关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是()A只要系统内存在摩擦
11、力，动量不可能守恒只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒B只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒C只要系统所受合外力恒定，动量守恒只要系统所受合外力恒定，动量守恒D只要系统所受外力的合力为零，动量守恒只要系统所受外力的合力为零，动量守恒D 1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)课堂练习（多选）如图所示，课堂练习（多选）如图所示，A、B两物体的质量比两物体的质量比mA mB=3 2，它，它们原来静止在平板车们原来
12、静止在平板车C上，上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有当弹簧突然释放后，则有（）A.A、B系统动量守恒系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒系统动量守恒C.小车向左运动小车向左运动D.小车向右运动小车向右运动BC 1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)【典例【典例2】.如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块如图所示，光滑水平面
13、轨道上有三个木块A、B、C，质，质量分别为量分别为mA=mC=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹用细绳连接，中间有一压缩的弹簧簧(弹簧与滑块不栓接弹簧与滑块不栓接)。开始时。开始时A、B以共同速度以共同速度v0运动，运动，C静止。静止。某时刻细绳突然断开，某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后被弹开，然后B又与又与C发生碰撞并粘在发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求：一起，最终三滑块速度恰好相同。求：B与与C碰撞前碰撞前B的速度。的速度。1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（20
14、19）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)【解析】三滑块【解析】三滑块共同速度为共同速度为v，木块木块A和和B分开后，分开后，B的速度的速度为为vB，绳子断裂，绳子断裂A、B弹开的弹开的过程过程A、B系统动量守恒，以向系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：右为正方向，由动量守恒定律得：对对A、B系统：系统：（mA+mB）v0=mAv+mBvB 059vvB053vv 思考：如何选系统？如何选过程？对对B、C系统：系统：mBvB=（mC+mB）v 解得：解得：1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人
15、教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.分析题意，确定分析题意，确定研究对象；研究对象；2.分析作为研究对象的系统内各物体的分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况受力情况，分清内力与外力，分清内力与外力,确确定系统动量是否守恒；定系统动量是否守恒；3.在确认动量守恒的前提下，确定所研究的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，相互作用过程的始末状态，规定正方向规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；，确定始、末状态的动量值的表达式；4.4.列动量守恒方程；列动量守恒方程；5.5.求解求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向。，如果求
16、得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向。四、应用动量守恒定律解题的一般步骤：四、应用动量守恒定律解题的一般步骤：1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)1.3 动量守恒定律【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一课件(共20张PPT)【典例【典例3】在列车编组站里，一辆在列车编组站里，一辆质量质量m1=1.8104kg的货车在平直的货车在平直轨道上以轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆的速度运动，碰上一辆质量质量m2=2.2104kg的静止货的静止货车，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。车，它们碰撞后结合在
17、一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。【答案】：【答案】：0.9 m/sox【典例【典例4】一枚在空中飞行的火箭，质量为】一枚在空中飞行的火箭，质量为 m，在某点的速，在某点的速度为度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为块，其中质量为m1 一块沿着与一块沿着与v相反的方向飞去，速度为相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度求炸裂后另一块的速度v2。1m1()mm 2?1 111mmvmmv答案：答案：一、动量守恒定律的内容及表达式一、动量守恒定律的内容及表达式二、动量守恒定律成立的条件二、动量守恒定律成立的条
18、件 如果如果一个系统不受外力一个系统不受外力，或者所，或者所受外力的矢量受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变和为零，这个系统的总动量保持不变。1.理想守恒：理想守恒：系统不受外力，或者系统不受外力，或者 F外合外合=02.近似守恒：近似守恒：F内内 F合合外外3.分方向守恒分方向守恒:若若系统在某一方向上满足上述系统在某一方向上满足上述 1 或或 2，则在，则在该方向上系统的总动量守恒该方向上系统的总动量守恒。m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 初初=末末 或或 增增=减减课堂小结课堂小结 动量守恒定律推导（演绎法）对单体：动量定理动量守恒定律推导（演绎法）对单体：动量定理+牛顿第三定律牛顿第三定律作业 1.整理笔记 2.完成课本P15页后练习题
