资源简介

第
节
3
高中物理 选择性必修一
第一章
动量守恒定律
思考
对于其他物体的碰撞也是这样的吗？
第一节中我们通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。
怎样证明这一结论呢？
这是一个普遍的规律吗？
新课引入
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
对于单个物体，动量不变的条件是：
物体不受到力的作用，保持原来状态不变
新课引入
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？
v'
F
m1
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
新课引入
v????
?
????????
?
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
????????′
?
????????′
?
A
B
光滑
F1
F2
1.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
对m2：
由动量定理得：
对m1：
由牛顿第三定律得：
推导结果：
一、相互作用的两个物体的动量改变
结论：两个物体碰撞后的动量之矢量和等于碰撞前的动量之矢量和。
探究思考
1.两物体各自即受到对方的作用力，同时又受到重力和桌面的支持力，重力和支持力是一对平衡力。
2.两个碰撞的物体在受到外部对它们的作用力的矢量和为零的情况下动量守恒。
碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎么样的呢？
F1
F2
FN2
FN1
G2
G1
一、相互作用的两个物体的动量改变
F1
F2
FN2
FN1
G2
G1
系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统
内力：系统中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
系统
注意：
1、系统的内力不改变系统的总动量
2、外力的冲量改变系统的总动量
问题
阅读课文，如何理解系统、内力和外力？
二、动量守恒定律
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。
1.内容：
2.公式：
动量守恒定律
(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
(2)m1?v1= -m2?v2
3.条件：
(1)系统不受外力；(理想条件)
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
二、动量守恒定律
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；(近似条件）
(3)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；(单向条件）
拓展延伸
机械能守恒和动量守恒的比较
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
机械能守恒定律
动量守恒定律
研究对象
守恒条件
守恒性质
适用范围
联系
注
意

单个、或相互作用的物体组成的系统
相互作用的物体组成的系统
只有重力或弹力做功,其他力不做功
系统不受外力或所受合外力等于零
标量守恒(不考虑方向性)
矢量守恒(规定正方向)
都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。
仅限于宏观、低速领域
到目前为止物理学研究的一切领域
爆炸、碰撞、反冲相互作用现象中,因F内>>F外,动量是守恒的,
但很多情况下有其它力（内力）做功,有其他形式能量转化为机械能,机械能不守恒.
二、动量守恒定律
　在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是
A.在光滑水平面上，运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统
B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统
C.从高空自由下落的重物落在静止于地面上的车厢，以重物和车厢为一系统
D.光滑水平面上放一个表面光滑的斜面体，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面体为一系统
例1
√
判断下列过程系统的动量是否守恒:
两车组成的系统受到的合外力为零，故动量守恒，A正确；
人与铅球组成的系统初动量为零，末动量不为零，B错误；
重物和车厢组成的系统的末动量为零而初动量不为零，C错误；
在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大，D错误.
二、动量守恒定律
右图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是
A.只有甲和乙
B.只有丙和丁
C.只有甲和丙
D.只有乙和丁
针对训练1
√
二、动量守恒定律
生活场景的应用
速滑接力比赛
斯诺克比赛
冰壶比赛
三、动量守恒定律的普适性
高速微观领域的应用
正负电子对撞实验
宇宙大爆炸
原子核裂变反应
三、动量守恒定律的普适性
1.动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。
2.动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。
3.动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
这些领域，牛顿运动定律不再适用。
三、动量守恒定律的普适性
动量守恒定律
（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1?v1= -m2?v2
（3）条件
（1）内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变
①系统不受外力；
②系统受到外力，但外力的合力为零；
③系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；
④在某一方向上不受外力或合外力为零或内力远大于外力。
例题1:在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104kg 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。
（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？
地面摩擦力和空气阻力
远小于内力
动量守恒
v????
?
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
分析：
课堂训练
v????
?
m1
m2
x
0
解：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1 = 2 m/s

设两车结合后的速度为v 。
两车碰撞前的总动量为：
两车碰撞后的总动量为：
由动量守恒定律可得：
所以
代入数值，得：
v= 0.9 m/s，方向向右。
课堂训练
例题2: 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的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1 。求炸裂后另一块的速度v2 。
解：火箭炸裂前的总动量为：
火箭炸裂后的总动量为：
根据动量守恒定律可得：
解得：
x
0
v????
?
m1
m2
v
课堂训练
本节结束，谢谢！

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