1、第3节 动量守恒定律 第16章 动量守恒定律 人教版高中物理选修3-5 课堂引入 冰壶的滑行距离为什么这么长？ 地面光滑，小球以v做匀速直线运动。 动量不变 发生碰撞后，小球反弹。 动量变化 引起小球动量变化的原因是什么？ 发生碰撞小球受到力的作用 单个物体 实验探究 对于单个物体，动量不变的条件是： 物体不受到外力的作用，保持原来状态不变。 外力 外界对物体施加 的力，简称外力 实验探究 两个物体 碰撞后，A、B小球各自动量有没有变化？ 碰撞后，A、B小球的总动量是否发生变化？ 思 考 碰 前 碰 后 v1v2v1v2 m1m1m2m2 ABAB 实验探究 两个小球在光滑水平面上做匀速运动，
2、质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相 同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1v2，经过一段时间后，m1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v1和v2 v1v2v1v2 m1m1m2m2 思考与讨论 (1)碰撞过程中每个小球所受到的合力及其相应动量的变化?(假定m1 、 m2相互 作用的平均作用力分别为F1 、 F2，作用时间为t) (2)两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和F2有什么关系？ (3)结合动量定理，能否推导出碰撞前后动量守恒的表达式？ 思考与讨论 N1 N2 G1 G2 FF 系统 外力 内力 系统：有相互作用的物体构成一个系统 内力：系统中
3、相互作用的各物体之间的相互作用力 外力：外部其他物体对系统的作用力 思考与讨论 v1v2v1v2 m1m1m2m2 N1 N2 G1 G2 FF 对m1：Ft = m1v1- m1v1 对m2 ：Ft = m2v2 -m2v2 由牛顿第三定律得 -F=F -Ft = m2v2 - m2v2 = Ft m1v1+ m2v2= m1v1+ m2v2 p1+ p2= p1+ p2 结论： 以向右为正方向 思考与讨论 1. 内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零， 这个系统 的总动量保持不变。 2. 表达式 一、动量守恒定律 3. 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
4、者所受外力之和为零。 在具体应用中分如下几种情况： 系统不受外力； 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。 一、动量守恒定律 1.系统性: 通常为两个物体组成的系统； 2.矢量性: 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，则跟规定正方向相同，求出的未知量是负值，则跟规定正 方向相反。 3.同时性: 公式中的v1 、v2是相互作用前同一
5、时刻的速度，v1 、v2是相互作用后同 一时刻的速度。 二、动量守恒定律的理解及应用 4.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物体间的相对速度，则 要把它变换成对地的速度。 5.广泛性: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。 6.动量为状态量，对应的速度应为瞬时速度，动量守恒定律中的“总动量保持不 变”指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等。 二、动量守恒定律的理解及应用 【典例1】.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力，动量
6、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 C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 D 典型例题 课堂练习（多选）如图所示，A、B两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止 在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平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（ ） A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.小车向左运动 D.小车向右运动 BC 典型例题 【典例2】.如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为 mA=mC=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块
7、不栓 接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹 开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求：B与C碰 撞前B的速度。 典型例题 【解析】三滑块共同速度为v，木块A和B分开后，B的速度为vB，绳子断裂A、B弹开的过程A、B系 统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得： （mA+mB）v0=mAv+mBvB， B、C碰撞动量守恒 mBvB=（mC+mB）v， 解得，B和C碰撞前B的速度为： 典型例题 1.分析题意，确定研究对象； 2.分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量 是否守恒； 3.在确认动量守恒的前
8、提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方 向，确定始、末状态的动量值的表达式； 4.列动量守恒方程； 5.求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向。 三、应用动量守恒定律解题的一般步骤： 【典例3】在列车编组站里，一辆质量m1=1.8104kg的货车在平直轨道上以 v1=2m/s的速度运动，碰上一辆质量m2=2.2104kg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。 【答案】：0.9 m/s 典型例题 【典例4】一枚在空中飞行的火箭，质量为 m，在某点的速度为v，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m1 一块沿着与v相反的 方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。 答案： 典型例题 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 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 1. 系统不受外力，或者 F外合 = 0 2. F内 F外合 3. 若系统在某一方向上满足上述 1 或 2，则在该方向上系统的总动量守恒。 m1v1+ m2v2= m1v1+ m2v2 课堂小结
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