动量守恒定律高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一.pptx

第一章动量守恒定律

第3节动量守恒定律

1.能运用动量定理分析碰撞现象中的动量变化。

2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。

3.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。

对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律么？

第一节中我们通过分析一辆小车碰撞一辆静止小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。

F

F·Δt=mv–mv0=Δp

v0

接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？

m2

动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系

问题1：两个小球相撞后，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，因为受到对方的冲量。

问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？

m2

m1

光滑

取向右为正方向

对A：

对B：

根据牛顿第三定律：

两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和

p′1+p′2=p1+p2

m2

m1

系统

内力

外力

问题3：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？

两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。

系统：我们把两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做系统。

内力：系统内物体间的相互作用力叫做内力。

外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。

m2

m1

系统

内力

外力

(2)m1∆v1=-m2∆v2

(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）

(4)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.(单向条件)

m

mv1+(-Mv2)=0

4.动量守恒定律的几个特性：

系统性

研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统

相对性

应用时,系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常均为对地的速度

瞬时性

初动量必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,末动量必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量一般不能相加

矢量性

对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应先选取正方向,与选取的正方向一致的动量为正值,相反的为负值

思考与讨论：如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧。烧断细线后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？

弹簧对两辆小车的作用力大小相等，方向相反，两辆小车受到的外力的矢量和为0，系统总动量守恒。

烧断细线后，两辆小车动量大小相等，方向相反，总动量仍为0。

烧断细线前，系统静止，总动量为0；

例题：如图，在列车编组站里，一辆质量为1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1＝2m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104kg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。

③本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？

①本题中相互作用的系统是什么？

②分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？

系统

内力

外力

分析：

解:已知m1＝1.8×104kg，m2＝2.2×104kg。沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1＝2m/s。设两车结合后的速度为v。

两车碰撞前的总动量为：p＝m1v1

应用动量守恒定律解题的基本步骤

（1）找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程；

（2）析：进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；

（3）定：规定正方向，确定初末状态动量正负号；

（4）列：由动量守恒定律列方程；

（5）解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。

（1）牛顿运动定律和动量守恒定律不是等价的，动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域，而牛顿运动定律只适用于宏观、低速的情形。

思考：既然许多问题可以通过牛顿运动定律解决，为什么还要研究动量守恒定律？

（2）应用动量守恒定律解决碰撞等问题时不涉及过程中的复杂受力情况，只涉及过程始末两个状态，与过程中力的细节无关。这样，问题往往能大大简化。

（3）动量守恒定律适用于任何形式的相互作用过程——碰撞、黏合、断裂、爆炸等。我们无法了解这些过程的细节，重要考察系统所受到合外力是否为零，以及系统中各部分的初末动量。这是应用动量守恒定律解题的优点。

1.(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是()

A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒

B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒

C．系统加速度为零，