《全国通用版2018-2019高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律课件新人教版选修3 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用版2018-2019高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律课件新人教版选修3 .ppt（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理选修选修3-5 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第十六章动量守恒定律动量守恒定律第三节动量守恒定律第三节动量守恒定律 学学 习习 目目 标标能正确区分内力与外力能正确区分内力与外力理解理解动量守恒定律的确切含量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律和表达式，知道定律的适用条件的适用条件会用会用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题 知知 识识 导导 图图1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课时时作作业业课课 前前 预预 习习1系统系统相互作用的两个或几个物体相互作用的两个或几个物体组成一个力学
2、成一个力学_。2内力内力系系统_物体物体间的相互作用力。的相互作用力。3外力外力系系统_的物体的物体对系系统_的物体的作用力。的物体的作用力。知识点知识点 1系统、内力和外力系统、内力和外力系统系统内部内部以外以外以内以内1内容内容如如果果一一个个系系统不不受受_，或或者者所所受受_的的矢矢量量和和为零零，这个个系系统的的总动量保持不量保持不变。2表达式表达式对两个物体两个物体组成的系成的系统，常写成：，常写成：p1p2_或或m1v1m2v2_3适用条件适用条件系系统不受不受_或者所受或者所受_之和之和为零。零。知识点知识点 2动量守恒定律动量守恒定律外力外力外力外力p1p2m1v1m2v2外
3、力外力外力外力动量量守守恒恒定定律律是是一一个个独独立立的的实验规律律，它它适适用用于于目目前前为止止物物理理学学研研究究的的_领域。域。知识点知识点 3动量守恒定律的普适性动量守恒定律的普适性一切一切判一判判一判(1)动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子。动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子。()(2)一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。()(3)两两个个做做匀匀速速直直线线运运动动的的物物体体发发生生碰碰撞撞，这这两两个个物物体体组组成成的的系系统统动动量量守守恒恒。()(4)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。系统动
4、量守恒也就是系统的动量变化量为零。()(5)系系统统动动量量守守恒恒，动动能能不不一一定定守守恒恒，某某一一方方向向上上动动量量守守恒恒，系系统统整整体体动动量量不一定守恒。不一定守恒。()选一选选一选(多选多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )AC解解析析：A中中子子弹弹和和木木块块的的系系统统在在水水平平方方向向不不受受外外力力，竖竖直直方方向向所所受受合合力力为为零零，系系统统动动量量守守恒恒；B中中在在弹弹簧簧恢恢复复原原长长过过程程中中，系系统统在在水水平平方方向向始始终终受受墙墙的的作作用用力力，系系统统动动量量不不
5、守守恒恒；C中中木木球球与与铁铁球球的的系系统统所所受受合合外外力力为为零零，系系统统动动量量守守恒恒；D中中木块下滑过程中，斜面始终受挡板的作用力，系统动量不守恒。木块下滑过程中，斜面始终受挡板的作用力，系统动量不守恒。想一想想一想如如图图三三国国演演义义“草草船船借借箭箭”中中，若若草草船船的的质质量量为为m1，每每支支箭箭的的质质量量为为m，草草船船以以速速度度v1返返回回时时，对对岸岸士士兵兵万万箭箭齐齐发发，n支支箭箭同同时时射射中中草草船船，箭箭的的速速度度皆皆为为v，方方向向与与船船行行方方向向相相同同。由由此此，草草船船的的速速度度会会增增加加多多少少？(不不计计水的阻力水的阻
6、力)课课 内内 探探 究究在在光光滑滑的的水水平平面面上上有有一一辆平平板板车，一一个个人人站站在在车上上用用大大锤敲敲打打车的的左左端端，如如图所所示示。在在连续的的敲敲打打下下，这辆车能持能持续地向右运地向右运动吗？探究一对动量守恒定律的理解探究一对动量守恒定律的理解提提示示：当当把把锤锤头头打打下下去去时时，锤锤头头向向右右摆摆动动，系系统统总总动动量量要要为为零零，车车就就向向左左运运动动；举举起起锤锤头头时时，锤锤头头向向左左运运动动，车车就就向向右右运运动动。用用锤锤头头连连续续敲敲击击时时，车车只只是左右运动，一旦锤头不动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动。是左右运动，一旦锤
7、头不动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动。1研究对象研究对象两个或两个以上相互作用的物体两个或两个以上相互作用的物体组成的系成的系统。2对系统对系统“总动量保持不变总动量保持不变”的理解的理解(1)系系统在在整整个个过程程中中任任意意两两个个时刻刻的的总动量量都都相相等等，不不能能误认为只只是是初初、末两个状末两个状态的的总动量相等。量相等。(2)系系统的的总动量保持不量保持不变，但系，但系统内每个物体的内每个物体的动量可能都在不断量可能都在不断变化。化。(3)系系统的的总动量量指指系系统内内各各物物体体动量量的的矢矢量量和和，总动量量不不变指指的的是是系系统的的总动量的大小和方向都不量的
8、大小和方向都不变。3动量守恒定律的不同表达式及含义动量守恒定律的不同表达式及含义(1)pp，表示系，表示系统的的总动量保持不量保持不变；在在一一维情情况况下下，对由由A、B两两物物体体组成成的的系系统有有：m1v1m2v2m1v1m2v2。(2)p1p2，表表示示一一个个物物体体的的动量量变化化与与另另一一个个物物体体的的动量量变化化大大小小相相等、方向相反；等、方向相反；(3)p0，表示系，表示系统的的总动量增量量增量为零，即系零，即系统的的总动量保持不量保持不变。4动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件(1)理想守恒：系理想守恒：系统不受外力或系不受外力或系统所受外力的矢量和所受外力
9、的矢量和为零。零。(2)近近似似守守恒恒：系系统所所受受外外力力的的矢矢量量和和虽不不为零零，但但系系统外外力力比比内内力力小小得得多多，如如碰碰撞撞问题中中的的摩摩擦擦力力、爆爆炸炸过程程中中的的重重力力等等外外力力比比起起相相互互作作用用的的内内力力小小得得多多，可以忽略不可以忽略不计。(3)某某一一方方向向上上守守恒恒：系系统所所受受外外力力的的矢矢量量和和虽不不为零零，但但在在某某个个方方向向上上的的分量分量为零，零，则在在该方向上系方向上系统动量守恒。量守恒。5从从“五性五性”理解动量守恒定律理解动量守恒定律(1)系系统性性：动量量守守恒恒是是针对满足足守守恒恒条条件件的的系系统而而
10、言言的的，系系统改改变，动量量不一定守恒。不一定守恒。(2)矢量性：定律的表达式是一个矢量式。矢量性：定律的表达式是一个矢量式。a该式式说明系明系统的的总动量在任意两个量在任意两个时刻不刻不仅大小相等，而且方向也相同。大小相等，而且方向也相同。b在求系在求系统的的总动量量pp1p2时，要按矢量运算法，要按矢量运算法则计算。算。(3)相相对性性：动量量守守恒恒定定律律中中，系系统中中各各物物体体在在相相互互作作用用前前后后的的动量量，必必须相相对于同一于同一惯性系，各物体的速度通常均性系，各物体的速度通常均为相相对于地的速度。于地的速度。(4)同同时性性：动量量守守恒恒定定律律中中p1、p2必必
11、须是是系系统中中各各物物体体在在相相互互作作用用前前同同一一时刻的刻的动量，量，p1、p2必必须是系是系统中各物体在相互作用后同一中各物体在相互作用后同一时刻的刻的动量。量。(5)普普适适性性：动量量守守恒恒定定律律不不仅适适用用于于两两个个物物体体组成成的的系系统，也也适适用用于于多多个个物物体体组成成的的系系统。不不仅适适用用于于宏宏观物物体体组成成的的系系统，也也适适用用于于微微观粒粒子子组成成的的系系统。特特别别提提醒醒：(1)分分析析动动量量守守恒恒时时要要着着眼眼于于系系统统，要要在在不不同同的的方方向向上上研研究究系系统统所受外力的矢量和。所受外力的矢量和。(2)要深刻理解动量守
12、恒的条件。要深刻理解动量守恒的条件。(3)系系统统动动量量严严格格守守恒恒的的情情况况是是很很少少的的，在在分分析析守守恒恒条条件件是是否否满满足足时时，要要注注意对实际过程的理想化。意对实际过程的理想化。(多多选选)如如图图所所示示，光光滑滑水水平平面面上上两两小小车车中中间间夹夹一一压压缩缩了了的的轻轻弹弹簧簧，两两手手分分别别按按住住小小车车，使使它它们们静静止止，对对两两车车及及弹弹簧簧组组成成的的系系统统，下下列列说说法法中中正正确确的是的是()A两手同时放开后，系统总动量始终为零两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒先放开左手，后放开右手，此后动
13、量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左先放开左手，后放开右手，总动量向左D无无论论是是否否同同时时放放手手，只只要要两两手手都都放放开开后后，在在弹弹簧簧恢恢复复原原长长的的过过程程中中，系系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零典例典例 1ACD解解析析：当当两两手手同同时时放放开开时时，系系统统的的合合外外力力为为零零，所所以以系系统统的的动动量量守守恒恒，又又因因为为开开始始时时总总动动量量为为零零，故故系系统统总总动动量量始始终终为为零零，选选项项A正正确确；先先放放开开左左手手，左左边边的的小小车车就就向向左左运运动动，当当再再
14、放放开开右右手手后后，系系统统所所受受合合外外力力为为零零，故故系系统统的的动动量量守守恒恒，放放开开右右手手时时总总动动量量方方向向向向左左，放放开开右右手手后后总总动动量量方方向向也也向向左左，故故选选项项B错错误而误而C、D正确。综合上述分析可知选项正确。综合上述分析可知选项A、C、D正确。正确。 对对点点训训练练1(吉吉林林省省长春春十十一一中中20162017学学年年高高二二下下学学期期期期中中)如如图所所示示，两两带电的的金金属属球球在在绝缘的的光光滑滑水水平平面面上上沿沿同同一一直直线相相向向运运动，A带电荷荷量量为q，B带电荷量荷量为2q，下列，下列说法正确的是法正确的是()A
15、相碰前两球运相碰前两球运动中中动量不守恒量不守恒B相碰前两球的相碰前两球的总动量随距离的减小而增大量随距离的减小而增大C碰撞前后两球碰撞前后两球组成系成系统动量守恒量守恒D两两球球相相碰碰分分离离后后的的总动量量不不等等于于相相碰碰前前的的总动量量，因因为碰碰前前作作用用力力为引引力，碰后力，碰后为斥力斥力C解解析析：将将两两球球看看作作整整体体分分析析时时，整整体体受受重重力力支支持持力力，水水平平方方向向不不受受外外力力，故故整整体体系系统统动动量量守守恒恒。故故两两球球相相碰碰分分离离后后的的总总动动量量等等于于碰碰前前的的总总动动量量；故故C正正确确，A、B、D错误。错误。探究二动量守
16、恒定律的应用探究二动量守恒定律的应用特特别别提提醒醒：(1)动动量量守守恒恒定定律律中中的的各各速速度度都都相相对对同同一一参参考考系系，一一般般以以地地面面为为参考系。参考系。(2)规规定定正正方方向向后后，方方向向与与正正方方向向一一致致的的矢矢量量取取正正值值，方方向向与与正正方方向向相相反反的的矢量取负值。矢量取负值。(3)若若系系统统在在某某一一方方向向上上不不受受外外力力，则则系系统统在在这这一一方方向向上上动动量量守守恒恒。但但系系统统的动量不一定守恒。的动量不一定守恒。一一人人站站在在静静止止于于冰冰面面的的小小车车上上，人人与与车车的的总总质质量量M70 kg，当当它它接接到
17、到一一个个质质量量m20 kg、以以速速度度v05 m/ /s迎迎面面滑滑来来的的木木箱箱后后，立立即即以以相相对对于于自自己己v5 5 m/ /s的的速速度度逆逆着着木木箱箱原原来来滑滑行行的的方方向向推推出出，不不计计冰冰面面阻阻力力。则则小小车车获获得的速度是多大？方向如何？得的速度是多大？方向如何？典例典例 2答案：答案：2.2m/ /s方向与木箱的初速度方向与木箱的初速度v0 0相同相同对对点点训训练练2 2如如图图所所示示，进进行行太太空空行行走走的的宇宇航航员员A和和B的的质质量量分分别别为为8080kg和和100100kg，他他们们携携手手远远离离空空间间站站，相相对对空空间间
18、站站的的速速度度为为0.10.1m/ /s。A将将B向向空空间间站方向轻推后，站方向轻推后，A的速度变为的速度变为0.2m/s，求此时，求此时B的速度大小和方向。的速度大小和方向。答案：答案：0.02m/s远离空间站方向远离空间站方向解解析析：根根据据动动量量守守恒恒，(mAmB)v0mAvAmBvB，代代入入数数 据据可可解解得得vB0.02m/s，方向为离开空间站方向。，方向为离开空间站方向。冲冲击摆的的装装置置是是一一个个用用细线悬挂挂着着的的砂砂箱箱(如如图所所示示)，其其过程程为一一粒粒质量量为m的的弹丸丸以以水水平平速速度度v击中中砂砂箱箱，弹丸丸陷陷入入箱箱内内，使使砂砂箱箱摆至
19、至某某一一高高度度。此此过程程中中，子子弹和和砂砂箱箱组成成的的系系统动量守恒量守恒吗？机械能守恒？机械能守恒吗？探究三动量守恒定律与机械能守恒定律的比较探究三动量守恒定律与机械能守恒定律的比较提提示示：子子弹弹射射入入砂砂箱箱的的过过程程，动动量量守守恒恒，机机械械能能不不守守恒恒；子子弹弹和和砂砂箱箱向向上上摆动的过程，动量不守恒，机械能守恒。摆动的过程，动量不守恒，机械能守恒。动量守恒定律与机械能守恒定律的比较动量守恒定律与机械能守恒定律的比较 项目目动量守恒定律量守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律相同相同点点研究研究对象象相互作用的物体相互作用的物体组成的系成的系统研究研究过程程某一
20、运某一运动过程程不不同同点点守恒条件守恒条件系系统不受外力或所受外不受外力或所受外力的矢量和力的矢量和为零零系系统只有重力或只有重力或弹力做功力做功表达式表达式p1p2p1p2Ek1Ep1Ek2Ep2表达式的矢表达式的矢标性性矢量式矢量式标量式量式某一方向上某一方向上应用情况用情况 可在某一方向独立使用可在某一方向独立使用不能在某一方向独立使用不能在某一方向独立使用运算法运算法则用矢量法用矢量法则进行合成或行合成或分解分解代数和代数和特特别别提提醒醒：(1)系系统统的的动动量量(机机械械能能)是是否否守守恒恒，与与选选择择哪哪几几个个物物体体作作为为系系统统和分析哪一段运动过程有直接关系。和分
21、析哪一段运动过程有直接关系。(2)对对于于涉涉及及相相互互作作用用的的系系统统的的能能量量转转化化问问题题时时，可可综综合合应应用用动动量量守守恒恒定定律律、机械能守恒定律、动能定理、能量守恒定律、功能关系列出相应方程分析解答。机械能守恒定律、动能定理、能量守恒定律、功能关系列出相应方程分析解答。典例典例 3(1)小球的初速度小球的初速度v0的大小；的大小；(2)滑滑块获得的最大速度。得的最大速度。解析指导：解析指导：(1)小球与滑小球与滑块相互作用的相互作用的过程中水平方向上程中水平方向上动量守恒。量守恒。(2)该系系统的机械能守恒。的机械能守恒。(3)小球从滑小球从滑块左端滑出左端滑出时滑
22、滑块获得的速度最大。得的速度最大。答案：答案：(1)5m/ /s(2)2(2)2m/ /sB素素 养养 提提 升升1寻找临界状态寻找临界状态题设情情景景中中看看是是否否有有相相互互作作用用的的两两物物体体相相距距最最近近、恰恰好好滑滑离离、避避免免相相碰碰和和物体开始反向运物体开始反向运动等等临界状界状态。2挖掘临界条件挖掘临界条件在在与与动量量相相关关的的临界界问题中中，临界界条条件件常常常常表表现为两两物物体体的的相相对速速度度关关系系与相与相对位移关系。位移关系。动量守恒定律应用中的临界问题动量守恒定律应用中的临界问题3常见类型常见类型(1)涉及涉及弹簧簧类的的临界界问题对于于由由弹簧簧
23、组成成的的系系统，在在物物体体间发生生相相互互作作用用的的过程程中中，当当弹簧簧被被压缩到最短或拉伸到最到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等。簧两端的两个物体的速度必然相等。(2)汲及相互作用汲及相互作用边界的界的临界界问题在在物物体体滑滑上上斜斜面面(斜斜面面放放在在光光滑滑水水平平面面上上)的的过程程中中，由由于于物物体体间弹力力的的作作用用，斜斜面面在在水水平平方方向向上上将将做做加加速速运运动，物物体体滑滑到到斜斜面面上上最最高高点点的的临界界条条件件是是物物体体与与斜斜面面沿沿水水平平方方向向具具有有共共同同的的速速度度，物物体体到到达达斜斜面面最最高高点点时，在在
24、竖直直方方向向上上的的分分速度等于零。速度等于零。(3)子子弹打木打木块类的的临界界问题子子弹刚好好击穿穿木木块的的临界界条条件件为子子弹穿穿出出时的的速速度度与与木木块的的速速度度相相同同，子子弹位移位移为木木块位移与木位移与木块厚度之和。厚度之和。如如图图所所示示，甲甲、乙乙两两个个小小孩孩各各乘乘一一辆辆冰冰车车在在水水平平冰冰面面上上游游戏戏。甲甲和和他他的的冰冰车车的的质质量量共共为为M30kg，乙乙和和他他的的冰冰车车总总质质量量也也是是30kg，游游戏戏时时，甲甲推推着着一一个个质质量量为为m15kg的的箱箱子子，和和他他一一起起以以大大小小为为v02.0m/s的的速速度度滑滑行
25、行，乙乙以以同同样样大大小小的的速速度度迎迎面面滑滑来来，为为了了避避免免相相撞撞，甲甲突突然然将将箱箱子子沿沿冰冰面面推推给给乙乙，箱箱子子滑滑到到乙乙处处时时乙乙迅迅速速把把它它抓抓住住。若若不不计计冰冰面面的的摩摩擦擦力力，求求甲甲至至少少要要以以多多大大的的速度速度(相对于地面相对于地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞。将箱子推出，才能避免与乙相撞。案案 例例解解析析：如如图图所所示示，在在甲甲推推出出箱箱子子的的过过程程中中，甲甲和和箱箱子子组组成成的的系系统统动动量量守守恒恒。乙乙接接到到箱箱子子并并和和乙乙一一起起运运动动的的过过程程中中，乙乙和和箱箱子子组组成成的的系系统统动动量
26、量也也是是守守恒恒的的，分分别别选选甲甲、箱箱子子为为研研究究对对象象，箱箱子子、乙乙为为研研究究对对象象求求解解。要要想想刚刚好好避避免免相相撞撞，要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等。要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等。设甲推出箱子后的速度为设甲推出箱子后的速度为v1，箱子的速度为，箱子的速度为v，乙抓住箱子后的速度，乙抓住箱子后的速度v2。对对甲甲和和箱箱子子，推推箱箱子子前前后后动动量量守守恒恒，以以初初速速度度方方向向为为正正，由由动动量量守守恒恒定定律律：(Mm)v0mvMv1对对乙乙和和箱箱子子，抓抓住住箱箱子子前前后后动动量量守守恒恒，以以箱箱子子初初速速方方向向为为正正，由由动
27、动量量守守恒恒定律有：定律有：mvMv0(mM)v2刚好不相撞的条件是：刚好不相撞的条件是：v1v2联立联立解得：解得：v5.2m/s，方向与甲和箱子初速的方向一致。，方向与甲和箱子初速的方向一致。答案：答案：5.2m/s，方向与甲的初速度方向相同，方向与甲的初速度方向相同解解题题指指导导： 本本题从从动量量守守恒恒定定律律的的应用用角角度度看看并并不不难，但但需需对两两个个物物体体的的运运动关关系系分分析析清清楚楚(乙乙和和箱箱子子、甲甲的的运运动关关系系如如何何，才才能能不不相相撞撞)。这就就需需要要我我们要要将将“不不相相撞撞”的的实际要要求求转化化为物物理理条条件件，即即：甲甲、乙乙可可以以同同方方向向运运动，但但只只要乙的速度不小于甲的速度，就不可能相撞。要乙的速度不小于甲的速度，就不可能相撞。
