16.3 動(dòng)量守恒定律 課件-2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版選修3-5

16.動(dòng)量守恒定律前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了動(dòng)量定理，下面再來(lái)研究?jī)蓚€(gè)發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng)，在不受外力的情況下，整個(gè)物體系統(tǒng)的動(dòng)量如何變化，二者發(fā)生相互作用前后各自的動(dòng)量又發(fā)生什么變化？1.知道系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念．2.理解動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式，理解其守恒的條件．3.了解動(dòng)量守恒定律的普遍意義，會(huì)用動(dòng)量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題．教學(xué)目標(biāo)1．系統(tǒng)相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成

．

2．內(nèi)力系統(tǒng)

物體間的相互作用力．

3．外力系統(tǒng)

的物體對(duì)系統(tǒng)

的物體的作用力．系統(tǒng)內(nèi)外內(nèi)一、基本概念×√V1V2m1m2(V2>V1)設(shè)：向左為正方向碰撞之前總動(dòng)量：P=P1+P2=m1v1+m2v2碰撞之后總動(dòng)量:P＇=P1＇+P2＇=m1v1＇+m2v2＇

理論分析

11111vmvmtF-￠=22222vmvmtF-￠=∵F1=–F2

即∴故

p=p'在碰撞過(guò)程中,由動(dòng)量定理：

m1m2光滑平面FF'F=-F'F=m1a1F'=m2a2

F=-F'F=m1a1F'=m2a2

m1m2光滑平面FF'F=-F'F=m1a1F'=m2a2

二、動(dòng)量守恒定律1、內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2、表達(dá)式：①

p=p′

p1+p2=p1′+p2′

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量②Δp=0系統(tǒng)總動(dòng)量增量為0

③Δp1=-Δp2

兩物體動(dòng)量增量大小相等、方向相反

3.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象一個(gè)相互作用的多物體組成的

。系統(tǒng)①不受外力或F合=0（嚴(yán)格條件）(系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零)②F內(nèi)

》F外（近似條件）

例如:爆炸、碰撞(系統(tǒng)所受外力之和不為零，但系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力相對(duì)來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì))③某方向上外力之和為零，在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒(系統(tǒng)雖受外力，且不能忽略，但在某一方向上所受外力為0，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒)4．適用條件1.把一支槍水平固定在小車(chē)上，小車(chē)放在光滑的水平地面上，槍發(fā)射出子彈時(shí)，關(guān)于槍、子彈和小車(chē)的下列說(shuō)法中正確的是()A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.槍和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.若忽略不計(jì)子彈和槍筒間的摩擦，槍、小車(chē)和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量才近似守恒D.槍、子彈和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D課后練習(xí)：甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，結(jié)果兩人向相反的方向滑去（如圖），已知甲推乙之前兩人的總動(dòng)量為0，甲推乙后，他們都有了動(dòng)量，總動(dòng)量還等于0嗎？甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg。甲的速率與乙的速率之比是多大？

思考與討論木塊B與水平桌面的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后，留要木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短?，F(xiàn)將子彈、木塊和彈簧（質(zhì)量不可忽略）合在一起作為研究對(duì)象（系統(tǒng)），此系統(tǒng)從子彈開(kāi)始射入到彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，動(dòng)量是否守恒？請(qǐng)說(shuō)明理由。BAN1系統(tǒng)N2N4N5N6外力G內(nèi)力N3思考與討論假如將墻和彈簧去掉，問(wèn)木塊、子彈所組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？請(qǐng)說(shuō)明理由。思考與討論N1N2系統(tǒng)內(nèi)力外力思考與討論GN3思考與討論假如將墻去掉，而換作另一塊木塊，問(wèn)兩木塊、彈簧和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？請(qǐng)說(shuō)明理由。系統(tǒng)N1N2N4N7G內(nèi)力N6N3N5N8外力思考與討論2.如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象(系統(tǒng))，則此系統(tǒng)在從子彈開(kāi)始射入木塊到彈簧壓縮至最短的過(guò)程中(

)A．動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒BBC例1：在列車(chē)編組站里，一輛m1＝1.8×104kg的貨車(chē)在平直軌道上以v1＝2m/s的速度運(yùn)動(dòng)，碰上一輛m2＝2.2×104kg的靜止的貨車(chē)，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．求貨車(chē)碰撞后的速度．變式訓(xùn)練－0.5m/s例2：一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)量為m，在某點(diǎn)速度的大小為v，方向如圖，導(dǎo)彈在該點(diǎn)突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量m1的一塊沿著v的反方向飛去，速度大小為v1，求炸裂后另一塊的速度v2.例3：質(zhì)量為1kg的物體在距地面高5m處由靜止自由下落，正落在以5m/s速度沿光滑水平面勻速行駛的裝有沙子的小車(chē)中，車(chē)與沙子的總質(zhì)量為4kg，當(dāng)物體與小車(chē)相對(duì)靜止后，小車(chē)速度為(

)A．3m/s

B．4m/sC．5m/sD．6m/sB評(píng)價(jià)：一個(gè)m=60kg的人，站在M=100kg的小車(chē)上，一起以v1=3m/s速度在光滑水平面上勻直運(yùn)動(dòng)，若人以v2=4m/s的速率水平向后跳出（相對(duì)車(chē)），則小車(chē)的速度變?yōu)槎嗌伲竣賱?dòng)量守恒定律不僅適用于正碰，也適用于斜碰；不僅適用于碰撞，也適用于任何形式的相互作用；不僅適用于兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)。三、適用范圍：②動(dòng)量守恒定律既適用于宏觀物體的相互作用，也適用于微觀粒子的相互作用，不管是低速還是高速問(wèn)題均適用。適用范圍————普遍適用課堂小結(jié)1.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象一個(gè)相互作用的多物體組成的

。2．表達(dá)式對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，常寫(xiě)成：p1＋p2＝

或m1v1＋m2v2＝

或者Δp1=-Δp2

3.內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。叫動(dòng)量守恒定律4．適用條件（1）系統(tǒng)不受

或者所受

的矢量和為零．（2）系統(tǒng)

力遠(yuǎn)大于

力時(shí)（碰撞、爆炸）.（3）系統(tǒng)某一方向上

，則這一方向動(dòng)量

守恒。系統(tǒng)

外力外力內(nèi)外合外力為零5、動(dòng)量守恒定律四性：①系統(tǒng)性：描述的對(duì)象是由兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng)。②矢量性：系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用前后均在同一直線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)首先選定正方向。③相對(duì)性：表達(dá)式中各速度必須是相對(duì)同一參考系。一般以地面為參考系。④同時(shí)性：初態(tài)動(dòng)量的速度都應(yīng)該是互相作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，末態(tài)動(dòng)量中的速度都必須是相互作用后同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。4、寫(xiě)出動(dòng)量守恒表達(dá)式，求解計(jì)算系統(tǒng)確定守恒條件確定狀態(tài)確定參考系確定正方向確定6、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟：1、選取適當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象（系統(tǒng)）3、選定參考系，并選取正方向。確定初、末狀態(tài)各物體的動(dòng)量2、進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒（矢量性）（相對(duì)性）（同時(shí)性）項(xiàng)目動(dòng)量守恒定律內(nèi)容系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，這個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)量就保持不變。公式①

或

或.