1、第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律3 动量守恒定律动量守恒定律学习目标学习目标1理解理解系统、内力、外力的概念系统、内力、外力的概念.2掌握掌握动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件条件.3会会用动量守恒定律解决实际问题用动量守恒定律解决实际问题滑冰场上原来静止的两个人，靠近站在一起，让甲推滑冰场上原来静止的两个人，靠近站在一起，让甲推乙一下，出现什么现象？乙一下，出现什么现象？猜想一下猜想一下人在船上向前走，船不动？向前运动？向后运动？人在船上向前走，船不动？向前运动？向后运动？点击播放点击播放长枪发射子弹时，枪身怎样运动？长枪发射子弹时
2、，枪身怎样运动？思考：思考：上述现象有什么共性上述现象有什么共性?两物体间存在相互作用，动量都发生了变化。两物体间存在相互作用，动量都发生了变化。（1）系统：）系统：存在相互作用的两个（或多个）物体所组存在相互作用的两个（或多个）物体所组成的整体，称为系统。成的整体，称为系统。系统可按解决问题的需要灵活系统可按解决问题的需要灵活选取。选取。（2）内力：）内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力系统内各个物体间的相互作用力称为内力。（3）外力：）外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力，称为外力。体上的力，称为外力。注意：内力和外力的区分依赖于系统
3、的选取，只有在注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。确定了系统后，才能确定内力和外力。一、系统一、系统、内力、外力、内力、外力在第一节实验中，我们已经得到了在第一节实验中，我们已经得到了：两：两个物体碰撞前个物体碰撞前后（或两个相互作用的物体，作用前后）它们的总动后（或两个相互作用的物体，作用前后）它们的总动量是不变的，即：量是不变的，即：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 A Bv1v2m1m2两个小球相互碰撞的时刻，各受到几个作用力？如果两个小球相互碰撞的时刻，各受到几个作用力？如果A和和B看成一个系统，哪看成一个系统，哪些力是内力？哪些是外力
4、？些力是内力？哪些是外力？理论探究理论探究在光滑水平面上做匀速运动的在光滑水平面上做匀速运动的A、B两个小球，质量分两个小球，质量分别为别为m1和和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是分别是v1、v2，且，且v1v2，经过一段时间后，经过一段时间后，A追上了追上了B，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别为两球发生碰撞，碰撞后的速度分别为v1和和v2。v1v2m2m1前前v1v2m2m1后后ABAB取向右为正方向取向右为正方向碰撞之前总动量：碰撞之前总动量：p=p1+p2=m1v1+m2v2碰撞之后总动量碰撞之后总动量:p=p1+p2=m1v1+m2v2理
5、论证明理论证明F1=F2 在碰撞过程中，由牛顿第三定律知：在碰撞过程中，由牛顿第三定律知：ABBBAAv1v2F1F2v1v2 m1a1=-m2a2111-a=tvv故故 p=p222-a=tvv 112212-m=-mttvvvv 即：即：11112222()m-m=-m-mvvvv 11221122m+m=m+mvvvv内容：内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为和为0，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动动量守恒定律量守恒定律。数学表达式：数学表达式：pp对由两个物体组成的对由两个物体组成的系
6、统：系统：p=0p1=-p2（两物系统）（两物系统）定律的表达式是定律的表达式是矢量式矢量式，解题时选取正方向后用正、，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。二、动量守恒定律二、动量守恒定律11221122m+m=m+mvvvv成立条件成立条件 1、不受外力或受外力矢量和为零，不受外力或受外力矢量和为零，系统的总动量系统的总动量守恒守恒.2、系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒（总动量守恒（碰撞、爆炸碰撞、爆炸）.3、系统在系统在某一方向某一方向上满足上述上满足上述1或或2，则在
7、则在该方向该方向上上系统的总动量守恒系统的总动量守恒.两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。量守恒。在光滑水平面上有两个载有磁铁的相向运动的小车，在光滑水平面上有两个载有磁铁的相向运动的小车，两小车组成的系统动量守恒两小车组成的系统动量守恒吗？吗？系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。不守恒
8、。已知已知水平面光滑，子弹水平射入木块后留在木块中，水平面光滑，子弹水平射入木块后留在木块中，两者以相同的速度压缩弹簧，在此过程中，子弹、两者以相同的速度压缩弹簧，在此过程中，子弹、木块、弹簧组成的系统动量守恒吗？木块、弹簧组成的系统动量守恒吗？应用动量守恒定律的解题步骤应用动量守恒定律的解题步骤（1）确定）确定相互作用的系统为研究对象相互作用的系统为研究对象（2）分析）分析研究对象所受的外力研究对象所受的外力（3）判断）判断系统是否符合动量守恒条件系统是否符合动量守恒条件（4）规定）规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号正方向，确定初、末状态动量的正、负号（5）根据）根据动量守恒定律列式求
9、解动量守恒定律列式求解例例1.在在列车编组站里，一辆列车编组站里，一辆m1=1.8104 kg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m2=2.2104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。货车碰撞后运动的速度。解：规定碰撞前货车的运动方向为正方向，有解：规定碰撞前货车的运动方向为正方向，有v1=2m/s。设两车的共同速度设两车的共同速度为为v。两两车碰撞前的动量为：车碰撞前的动量为：11pm v碰撞后的动量：碰撞后的动量：12()pmm v由动量守恒定律由动量
10、守恒定律 p=p：11120.9m/smmm vv1 112()mmm vv例例2.一枚在空中飞行的一枚在空中飞行的火箭火箭，质量为质量为m，在某点的速度，在某点的速度为为v，方向水平方向水平，燃料即将耗尽，燃料即将耗尽。火箭火箭在该点突然炸裂在该点突然炸裂成两块成两块(如图如图)，其中质量为，其中质量为m1的一块沿着与的一块沿着与v相反的方相反的方向飞去，速度为向飞去，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。1121mmmm 得得：vvv解：火箭解：火箭炸裂炸裂前的总动量：前的总动量：pm v炸裂炸裂后的总动量：后的总动量：1112()pmm v+m-v由动量守恒定律由动
11、量守恒定律 p=p：1112()mmm v+m-vv动量守恒定律是自然界最重要的最普遍的规律之一，它动量守恒定律是自然界最重要的最普遍的规律之一，它不仅适用于不仅适用于宏观系统宏观系统，也适用于，也适用于微观系统微观系统；不仅适用于；不仅适用于低速运动低速运动，也适用于，也适用于高速运动高速运动。还适用于由任意。还适用于由任意多个物多个物体组成的系统体组成的系统，以及，以及各种性质的力各种性质的力之间。这一定律已成之间。这一定律已成为人们认识自然、改造自然的重要工具。为人们认识自然、改造自然的重要工具。从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现
12、动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。三、动量守恒定律的普适性三、动量守恒定律的普适性动量守恒定律动量守恒定律内容内容系统不受外力或所受外力的合力为零，这系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就个系统的动量就保持不变保持不变.公式公式p1+p2=p1+p2应用对象应用对象物体系统物体系统动量守恒动量守恒条件条件研究的系统不受外力或合外力为
13、研究的系统不受外力或合外力为零，或零，或满满足系统所受外力远小于系统足系统所受外力远小于系统内力，或内力，或某方某方向上外力之和为向上外力之和为零，在零，在这个方向上成立这个方向上成立特点特点动量是动量是矢量，式矢量，式中动量的确定一般取地球中动量的确定一般取地球为参照物；同时性为参照物；同时性课堂小结课堂小结1.如如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是关于上述过程，下列说法正确的是A.男孩和木箱组成的系统动量守恒男孩和木
14、箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同课堂课堂练习练习解析解析：由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，木箱三者组成的系统动量守恒，A、B错误，错误，C正确；正确；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，方向相反，D错误错误.答案：答案：CA.若若A、B与
15、平板车上表面间的动摩擦因数相同，与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒B.若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒C.若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统组成的系统动量守恒动量守恒D.若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系组成的系统动量守恒统动量守恒2.如图，如图，A、B两物体质量之比两物体质量之比mA mB3 2，原来静，原来静止在平板小车止在平板小车C上，上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地间有一根被压缩
16、的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是是（）解析解析：如果如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后，同，弹簧释放后，A、B分别相对于小车向左、向右分别相对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，向右，FfB向左向左.由于由于mA mB3 2，所以，所以FfA FfB3 2，则，则A、B组成组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错误选项错误；对；对A、B、C组成的系统，组成的系统，A、B与与C间的
17、摩间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项正确选项正确；若；若A、B所受摩擦力大小相等，则所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒，组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确选项正确.答案：答案：B、C、DA.木块木块A离开墙壁前，离开墙壁前，A、B和和弹簧弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒组成的系统动量守恒，机械能也守恒B.木块木块A离开墙壁前，离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守和弹
18、簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒恒，但机械能守恒C.木块木块A离开墙壁后，离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒机械能也守恒D.木块木块A离开墙壁后，离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒恒，但机械能守恒3.如如图所示，在光滑水平地面上有图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接之间用一轻弹簧连接.A靠在墙壁上，用力靠在墙壁上，用力F向左推向左推B使两使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态木块之间的弹簧压缩并处于静止状态.若突然撤去力若突然撤去力F，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是
