《动量守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动量守恒定律（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第三节动量守恒,周璐系列课件动量,教学目标,认知目标： 1、理解动量守恒定律的确切含义和表达式子。 2、能用动量定理和牛顿第三定律推导出 动量守恒定律。 3、知道动量守恒定律的适用条件和范围。 能力目标： 1、能结合动量定理和牛顿第三定律推导出 动量守恒定律。 2、学会用动量守恒定律解释现象。 3、学会应用动量守恒定律分析求解一维运动问题。,重点、难点分析,1. 重点：掌握动量守恒定律的推导、表达式、适用范围和守恒条件。 2. 难点：正确判断系统在研究的过程中动量是否守恒。,1、研究对象：上两节研究的是一个物体受外力作用过程中，各力及合外冲量、物体的动量变化，和两者的关系即动量定理。,两个或
2、两个以上的物体（称为一个系统）在相互作用过程中，动量变化的规律是什么呢？本节我们来讨论,新课导入,2、实例：两个紧挨着站在冰面上的同学，相互用力推对方，两人都会向相反的方向滑开，即两个同学的动量都发生了变化。 岸上的人跳上停泊在岸边的小船，人和船将一起离开岸运动，人和船的动量也都发生了变化，火车编组时车厢的对接，飞船在轨道上与另一航天器的对接，这些过程中动量都发生了变化。,m1在与m2分离后的位移（放大图）,m1（200g）与m2（300g）分离后的位移总图,m2在与m1分离后的位移（放大图）,一、研究闪光照片,（1）两个滑块开始挨在一起，之间有一个用线拴住的弹性金属片，如图。运动前后的闪光照
3、片放大图如上所示。闪光频率为10Hz。,两滑块作用前的总动量为零（均静止）。,设向右为正，如图可见，作用后，m1和m2在0.1s内的位移分别是1.210-2m和0.810-2m则：,m2在与m1分离后的位移（放大图）,v1= - 0.12m/s，v2=0.08m/s。,p= m1v1+m2v2=-0.120.2+0.080.3=0。,由此得出结论：相互作用的两个物体作用前后的总动量相等。,（2）一个滑块以一定速度向左碰撞另一个静止的滑块，碰撞后一起向左运动,如图。运动前后的闪光照片放大图如下所示。m2在与m1碰撞前的位移（放大图）m2与m1粘合后的位移（放大图）m2与静止的m1碰撞后粘合在一起
4、前后的位移,m2与静止的m1碰撞后粘合在一起前后的位移,m2在与m1碰撞前的位移（放大图）,m2与m1粘合后的位移（放大图）,由图可知，m2碰撞前及两物粘合后在0.1秒内的位移分别是：1.610-2m和1.010-2m,作用前后的总动量分别是：,p=0.160.3=0.048kgm/sp=(02+0.3).0.1=0.05kgm/s,在实验误差范围内，同样可以得出与(l)相同的结论。即相互碰撞的两个物体碰撞前后的总动量相等。（包括方向相同）,如图，光滑水平面上，质量为m1 , m2两个小球，沿同一方向分别以v1 , v2速度作匀速直线运动，且v1v2，经过一段时间后，第二个球追上第一个球发生碰
5、撞，碰撞后，两球速度变为v1和v2，仍在原来直线上运动。试分析碰撞中，两球动量变化有什么关系？,二、推导动量守恒定律,隔离法：,1、对两个球碰撞的时候受力分析：,2、如果碰撞时间为t，那么一球和二球的动量变化是多少呢？(以向左为正方向),对一球：,对二球：,由牛三定律,F1和F2大小相等, 方向相反。,由上面三个式子可以得到：,A式,B式,可以看到两球碰撞，它们动量变化大小相等,碰撞时，两球组成的系统的总动量不发生变化。,动量守恒定律数学表达式：,作用前系统的总动量等于作用后系统的总动量,思考：上面这个是动量守恒的数学表达式，但系统的动量守恒需要什么条件吗？,动量守恒定律：,1、内容：一个系统
6、不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。,3、动量守恒定律适用的条件：相互作用的几个物体（即一个系统），各个物体受相互作用的内力，但该系统所受的外力之和为零（或不受外力）。,2、公式：,4、适用范围：（1）正碰或斜碰。（2）不但适用于高速运动问题也适用于低速运动的问题；不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子。,系统：有相互作用的物体通常称为系统。,内力：系统中各物体之间的相互作用力叫做内力。,外力：外部其它物体对系统的作用力叫做外力。,5、几点说明：,如图1所示物体A、B叠在一起静止地放在水平面地上，画出它们的受力分析图。,画出A、B物体的受力分析图如图2、3所示，其中和N是A、
7、B之间的相互作用力，大小相等方向相反，对A、B来说它们都是外力。如果把A、B看成是一个整体（系统），则和N是这个整体的内部的力即内力，这个整体的受力分析图如图4所示。,例题1、判断下列情况下系统动量是否守恒 两球在光滑的水平面上相互碰撞 飞行的手榴弹在空中爆炸 大炮发射炮弹时，炮身和炮弹组成的系统 用肩部紧紧抵住步枪枪托射击，枪身和子弹组成的系统,例题2、甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲物体速度的大小是6.0m/s，乙物体速度的大小是2.0m/s。碰撞后，甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4.0m/s。求甲、乙两物体的质量之比。,解：设甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，
8、选取甲物体碰撞前的速度方向为正方向。则：v1=6.0m/s v2=-2.0m/s v1/=-4.0m/s v2/=4.0m/s,由动量守恒定律得,m1v1+ m2v2= m1v1/+ m2v2/,即甲、乙两物体的质量之比为3/5。,训练题：如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒？说明理由,参考资料1.动量守恒定律的发现 动量守恒定律是最早发现的一条守恒定律，它起源于16一17世纪西欧的哲学家们
9、对宇宙运动的哲学思考. 观察周围运动着的物体，我们看到它们中的大多数，例如跳动的皮球、飞行的子弹、走动的时钟、运转的机器，都会停下来.看来宇宙间运动的总量似乎在减少.整个宇宙是不是也像一架机器那样，总有一天会停下来呢?但是，千百年来对天体运动的观测，并没有发现宇宙运动有减少的迹象，生活在16、17世纪的许多哲学家认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，只要能找到一个合适的物理量来量度运动，就会看到运动的总量是守恒的。这个合适的物理量到底是什么呢?,法国哲学家兼数学家、物理学家笛卡儿提出，质量和速率的乘积是一个合适的物理量。可是后来，荷兰数学家、物理学家惠更斯 (1629一1695)在研究碰撞问题时
10、发现:按照笛卡儿的定义，两个物体运动的总量在碰撞前后不一定守恒。 牛顿在总结这些人工作的基础上，把笛卡儿的定义作了重要的修改，即 不用质量和速率的乘积，而用质量和速度的乘积，这样就找到了量度运动的 合适的物理量，牛顿把它叫做运动量，就是我们现在说的动量。1687年， 牛顿在他的自然哲学的数学原理一书中指出:某一方向的运动的总和减 去相反方向的运动的总和所得的运动量，不因物体间的相互作用而发生变化; 还指出了两个或两个以上相互作用的物体的共同重心的运动状态，也不因这 些物体间的相互作用而改变，总是保持静止或做匀速直线运动。,2.动量守恒定律的适用范围比牛顿运动定律更广 近代的科学实验和理论分析都
11、表明:在自然界中，大到天体间的相互作 用，小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用，都遵守动量守恒定律.因此，它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一，比牛顿运动定律的适用范围更广.下面举一个牛顿运动定律不适用而动量守恒定律适用的例子.在我们考察光的发射和吸收时，会看到这样一种现象:在宇宙空间中某个地方有时会突然发出非常明亮的光，这就是超新星.可是它很快就逐渐暗淡下来.光从这样一颗超新星出发到达地球需要几百万年，而相比之下超新星从发光到熄灭的时间就显得太短了.当光从超新星到达地球时，它给地球一个轻微的推动，而与此同时地球却无法给超新星一个轻微的推动，因为它已经消失了.因此，如果我们想像一下地球与超新星之间的相互作用，在同一瞬间就不是大小相等、方向相反了.这时，牛顿第三定律显然已不适用了. 虽然如此，动量守恒定律还是正确的.不过，我们必须把光也考虑在内.当超新星发射光时，星体反冲，得到动量，同时光也带走了大小相等而方向相反的动量.等经过几百万年之后光到达地球时，光把它的动量传给了地球.这里要注意的是:动量不仅可以为实物所携带，而且可以随着光辐射一起传播.当我们考虑到上述这点时，动量守恒定律还是正确的.,
