1.2 动量守恒定律及其应用 课件 高一物理鲁科版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

;物体间的作用总是相互的，如天体相撞、汽车追尾、粒子碰撞等。

这些发生相互作用的物体，它们的动量变化会遵循什么样的规律呢？

本节我们将学习动量守恒定律及其应用。;1.动量守恒定律

;两个穿滑冰鞋的同学静止站在滑冰场上，不论谁推对方，两人都会向相反方向滑去(图1-12);在推动前，两人的动量都为0;

推动后，每个人的动量都发生了变化。

那么，他们的总动量在推动前后是否也发生了变化呢?

下面，我们通过实验来作进一步的探究。

;动量变化规律的实验探索

两个质量相等且带有弹片的滑决装上相同的遮光板，放置在气垫导轨的中部。;将两滑决靠在一起并压缩弹片，用细线把它们控住，两滑块处于静止状态。

烧断细线，两滑块被弹片弹开后朝相反方向做勾速运动(图1-13)。

;测量遮光板通过光电门的时间，计算滑块的逸度。

在两滑决弹开前后，它们的总动量变化了吗?

;增加其中一个滑块的质量，使其质量是另一个的2倍，重复以上实验(图1-14)两滑块在弹开前后的总动圣会发生变化吗?

;实验结果表明，在气垫导轨上，无论两滑块的质量是否相等，它们在被弹开前的总动量为0，弹开后的总动量也几乎为0。

这说明气垫导轨上的两滑块在相互作用前后的总动量几乎是不变的。

;大量研究表明，一个系统不受外力或者所受合外力为0时，这个系统的总动量保持不变。

这称为动量守恒定律。

;系统内物体间的相互作用力称为内力，内力不改变系统的总动量。在图1-12中，对于两同学构成的系统，他们的相互推力是系统的内力，

;如果两同学的滑冰鞋与地面的摩擦力可忽略不计，即近似认为系统所受合外力为0，他们相互推动过程中的动量是守恒的动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，

;不仅低速、宏观领域遵循这一规律，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律。

动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广。

;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(图1-15)。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。

;为进一步理解动量守恒定律，下面我们通过动量定理???行推导。

如图1-16所示，在光滑水平地面上，有质量为m?、m?的两小球A、B，;它们分别以速度v?、v?同向运动，且v?v?。

当球A追上球B时，发生碰撞，碰撞后两球的速度都发生了变化，球A、球B的速度分别为v?’v?’。

用F?表示球B对球A的平均作用力，用F?表示球A对球B的平均作用力，两球在竖直方向受力平衡。

;若两球相互作用时间为t，则在水平方向有;由于两球碰撞过程中的每个时刻都有F?=-F?，因此上式对两球碰撞过程中任意时刻的状态都适用。

系统的总动量在整个过程中一直保持不变，在这个过程中动量是守恒的。

虽然系统所受合外力不为0，但系统所受合外力远小于系统内力时，该系统的总动量可认为近似守恒。

;可进一步证明，若系统所受合外力不为0，但在某一方向上受到的合外力为0，则在该方向上系统的总动量仍然守恒.

;动量守恒定律的发现

历史上，笛卡儿、惠更斯、牛顿等人先后研究过碰撞等问题，建立并完善了动量概念，提出了动量守恒规律。

;笛卡儿曾提出“运动量”是由“物质”的多少和“速度”的乘积决定的。惠更斯曾通过碰撞实验研究碰撞现象(图1-17).由此他提出“两个物体所具有的运动量在碰撞中可以增加或减少，但是它们的量值在同一个方向上的总和保持不变”，他明确指出了动量的方向性和守恒性.

;牛顿采用质量与速度的乘积定义动量，更加清晰地表述了动量的方向性及其守恒规律.

;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1.8×103kg的轻型货车尾随另一辆质量为1.2×103kg的轿车同向行驶，因货车未及时刹车而发生追尾(即碰撞，图1-18)。

;若追尾前瞬间货车速度大小为36kmh，轿车速度大小为18km/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。

;设货车质量为m?，轿车质量为m?，碰撞前货车速度为v?、轿车速度为v?，碰撞后两车速度为v。

选定两车碰撞前的速度方向为正方向。

由题意可知，

m?=1.8×103kg，m?=1.2×102kg

v?=36km/h,v?=18km/h

;由动量守恒定律得

;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。