《2018-2019高中物理 第16章 动量守恒定律 16.3 动量守恒定律课件 新人教版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019高中物理 第16章 动量守恒定律 16.3 动量守恒定律课件 新人教版选修3-5.ppt（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3动量守恒定律【自主预习】【自主预习】1.1.系统、内力和外力系统、内力和外力: :(1)(1)系统系统: :相互作用的两个或多个物体组成一个相互作用的两个或多个物体组成一个_。(2)(2)内力内力: :系统系统_物体间的相互作用力。物体间的相互作用力。(3)(3)外力外力: :系统系统_的物体对系统的作用力。的物体对系统的作用力。整体整体内部内部以外以外2.2.动量守恒定律动量守恒定律: :(1)(1)内容内容: :如果一个系统不受如果一个系统不受_,_,或者所受或者所受_的矢的矢量和为量和为0,0,这个系统的总动量这个系统的总动量_。(2)(2)表达式表达式: :对两个物体组成的系统对两个
2、物体组成的系统, ,常写成常写成: :m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2= _= _。(3)(3)适用条件适用条件: :系统不受系统不受_或者所受或者所受_的矢量和的矢量和为零。为零。外力外力外力外力保持不变保持不变m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2外力外力外力外力3.3.动量守恒定律的普适性动量守恒定律的普适性: :(1)(1)动量守恒定律只涉及过程始末两个状态动量守恒定律只涉及过程始末两个状态, ,与过程中与过程中力的细节无关。力的细节无关。(2)(2)近代物理的研究对象已经扩展到我们直接经验所不近代物理的研究对象已经扩展到我们直接经验所不熟悉的熟悉的_、_
3、领域领域, ,牛顿运动定律不再适用牛顿运动定律不再适用, ,而而动量守恒定律仍然正确。动量守恒定律仍然正确。高速高速微观微观(3)(3)动量守恒定律是一个独立的动量守恒定律是一个独立的_定律定律, ,它适用于目它适用于目前为止物理学研究的前为止物理学研究的_领域。领域。实验实验一切一切【预习小测】【预习小测】1.1.质量为质量为2kg2kg的小车以的小车以2m/s2m/s的速度沿光滑的水平面向右的速度沿光滑的水平面向右运动运动, ,若将质量为若将质量为0.5kg0.5kg的砂袋以的砂袋以3m/s3m/s的水平速度迎面的水平速度迎面扔上小车扔上小车, ,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向则砂
4、袋与小车一起运动的速度的大小和方向是是( () )A.1.0 m/s,A.1.0 m/s,向右向右B.1.0 m/s,B.1.0 m/s,向左向左C.2.2 m/s,C.2.2 m/s,向右向右D.2.2 m/s,D.2.2 m/s,向左向左【解析】【解析】选选A A。设小车质量为。设小车质量为m m1 1, ,小车速度为小车速度为v v1 1, ,砂袋质砂袋质量为量为m m2 2, ,砂袋速度为砂袋速度为v v2 2, ,共同速度为共同速度为v v共共, ,由动量守恒定律由动量守恒定律得得m m1 1v v1 1-m-m2 2v v2 2=(m=(m1 1+m+m2 2)v)v共共, ,得得
5、v v共共=1m/s,=1m/s,方向向右方向向右,A,A项正确。项正确。2.2.关于系统动量守恒的条件关于系统动量守恒的条件, ,下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ( () )A.A.只要系统内存在摩擦力只要系统内存在摩擦力, ,系统的动量就不可能守恒系统的动量就不可能守恒B.B.只要系统中有一个物体具有加速度只要系统中有一个物体具有加速度, ,系统的动量就不系统的动量就不守恒守恒C.C.只要系统所受的合外力为零只要系统所受的合外力为零, ,系统的动量就守恒系统的动量就守恒D.D.系统中所有物体的加速度都为零时系统中所有物体的加速度都为零时, ,系统的总动量不系统的总动量不一定守恒一定守
6、恒【解析】【解析】选选C C。根据动量守恒的条件即系统所受外力的。根据动量守恒的条件即系统所受外力的矢量和为零可知矢量和为零可知, ,选项选项C C正确正确; ;系统内存在摩擦力系统内存在摩擦力, ,与系与系统所受外力无关统所受外力无关, ,选项选项A A错误错误; ;系统内各物体之间有着相系统内各物体之间有着相互作用互作用, ,对单个物体来说对单个物体来说, ,合外力不一定为零合外力不一定为零, ,加速度不加速度不一定为零一定为零, ,但整个系统所受的合外力仍可为零但整个系统所受的合外力仍可为零, ,动量守动量守恒恒, ,选项选项B B错误错误; ;系统内所有物体的加速度都为零时系统内所有物
7、体的加速度都为零时, ,各各物体的速度恒定物体的速度恒定, ,动量恒定动量恒定, ,总动量一定守恒总动量一定守恒, ,选项选项D D错错误。误。3.3.如图如图, ,质量为质量为M M的小船在静止水面上以速率的小船在静止水面上以速率v v0 0向右匀向右匀速行驶速行驶, ,一质量为一质量为m m的救生员站在船尾的救生员站在船尾, ,相对小船静止。相对小船静止。若救生员以相对水面速率若救生员以相对水面速率v v水平向左跃入水中水平向左跃入水中, ,则救生则救生员跃出后小船的速率为员跃出后小船的速率为( () )【解析】【解析】选选C C。人在跃出的过程中。人在跃出的过程中, ,船、人组成的系统船
8、、人组成的系统水平方向上动量守恒水平方向上动量守恒, ,规定向右为正方向。规定向右为正方向。则则:(M+m)v:(M+m)v0 0=Mv-mv,=Mv-mv,解得解得:v=v:v=v0 0+ (v+ (v0 0+v)+v)。故选故选C C。主题一对动量守恒守恒定律的理解主题一对动量守恒守恒定律的理解【互动探究】【互动探究】探究点探究点1 1动量守恒定律动量守恒定律情景情景1:1:如图甲所示如图甲所示, ,人用弹簧在水平地面上拉箱子。人用弹簧在水平地面上拉箱子。情景情景2:2:在光滑水平面上做匀速运动的两个小球。在光滑水平面上做匀速运动的两个小球。(1)(1)图甲中图甲中, ,木箱、弹簧和人组成
9、一个系统木箱、弹簧和人组成一个系统, ,受到重力、受到重力、支持力、摩擦力和弹簧弹力作用支持力、摩擦力和弹簧弹力作用, ,哪些是内力哪些是内力? ?哪些是哪些是外力外力? ?提示提示: :重力、支持力、摩擦力的施力物体分别是地球和重力、支持力、摩擦力的施力物体分别是地球和地面地面, ,是外力是外力; ;弹簧弹力是系统内物体间的作用力弹簧弹力是系统内物体间的作用力, ,是内是内力。力。(2)(2)一个力对某系统来说是外力一个力对某系统来说是外力, ,这个力能变成内力吗这个力能变成内力吗? ?提示提示: :能。要看所选择的系统能。要看所选择的系统, ,一个力对一个力对A A系统是外力系统是外力,
10、,对对B B系统可能就是内力系统可能就是内力, ,如发射炮弹时如发射炮弹时, ,地面对炮车的力地面对炮车的力针对炮弹和炮车组成的系统是外力针对炮弹和炮车组成的系统是外力, ,但选取炮弹、炮车但选取炮弹、炮车及地球为系统及地球为系统, ,则地面对炮车的力为内力。则地面对炮车的力为内力。(3)(3)在情景在情景2 2中中, ,设两小球质量分别是设两小球质量分别是m m1 1和和m m2 2, ,沿着同一直沿着同一直线向相同的方向运动线向相同的方向运动, ,速度分别是速度分别是v v1 1和和v v2 2, ,且且v v1 1vv2 2, ,经过经过一段时间后一段时间后,m,m2 2追上了追上了m
11、m1 1, ,两球发生碰撞两球发生碰撞, ,碰撞后的速度碰撞后的速度分别是分别是vv1 1和和vv2 2。试推导。试推导m m1 1、m m2 2在碰撞前后是否满足在碰撞前后是否满足动量守恒定律。动量守恒定律。提示提示: :设两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力分设两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力分别为别为F F1 1和和F F2 2, ,对第一、二个小球分别应用动量定理对第一、二个小球分别应用动量定理: :F F1 1t=mt=m1 1vv1 1-m-m1 1v v1 1, ,F F2 2t=mt=m2 2vv2 2-m-m2 2v v2 2由牛顿第三定律由牛顿第三定律:F:F1 1
12、=-F=-F2 2联立解得联立解得:m:m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2即即:p:p1 1+p+p2 2=p=p1 1+p+p2 2探究点探究点2 2探究动量守恒定律的条件探究动量守恒定律的条件情景情景1:1:如图甲所示如图甲所示, ,在光滑水平面上发生正碰的两物体。在光滑水平面上发生正碰的两物体。情景情景2:2:如图乙所示如图乙所示, ,小车小车A A、B B静止在光滑水平面上。静止在光滑水平面上。情景情景3:3:如图丙所示如图丙所示, ,速度为速度为v v0 0的物体滑上光滑水平面上的物体滑上光滑水平面上的小车。的小车。(1)(
13、1)图甲中图甲中, ,两物体受哪些力作用两物体受哪些力作用? ?系统动量守恒吗系统动量守恒吗? ?提示提示: :两物体发生正碰时两物体发生正碰时, ,它们之间的相互作用力是内它们之间的相互作用力是内力。物体还受到重力和桌面对它们的支持力力。物体还受到重力和桌面对它们的支持力, ,是外力。是外力。由于外力的合力为零由于外力的合力为零, ,故系统动量守恒。故系统动量守恒。(2)(2)图乙中图乙中, ,烧断细线后烧断细线后, ,两小车受弹簧弹力的作用两小车受弹簧弹力的作用, ,系系统动量守恒吗统动量守恒吗? ?提示提示: :烧断细线后烧断细线后, ,弹簧弹力是内力弹簧弹力是内力, ,系统所受外力的合
14、系统所受外力的合力为零力为零, ,系统动量守恒。系统动量守恒。(3)(3)图丙中图丙中, ,物体与小车组成的系统动量守恒吗物体与小车组成的系统动量守恒吗? ?提示提示: :物体和小车组成的系统物体和小车组成的系统, ,水平方向上合力为零水平方向上合力为零, ,动动量守恒量守恒, ,竖直方向上合力不为零竖直方向上合力不为零, ,动量不守恒。动量不守恒。(4)(4)对于某系统对于某系统, ,在某过程中所受合力为零在某过程中所受合力为零, ,则对该过程则对该过程中的任意时刻动量都守恒吗中的任意时刻动量都守恒吗? ?提示提示: :由于系统在运动过程中的任意时刻合力均为零由于系统在运动过程中的任意时刻合
15、力均为零, ,故过程中的任意时刻动量都守恒。故过程中的任意时刻动量都守恒。【探究总结】【探究总结】1.1.动量守恒中动量守恒中, ,研究对象研究对象: :两个或两个以上的物体组成两个或两个以上的物体组成的相互作用的系统。的相互作用的系统。2.2.动量守恒条件动量守恒条件: :(1)(1)理想条件理想条件: :系统不受外力时系统不受外力时, ,动量守恒。动量守恒。(2)(2)实际条件实际条件: :系统所受外力的矢量和为零时系统所受外力的矢量和为零时, ,动量守恒。动量守恒。(3)(3)近似条件近似条件: :系统受外力系统受外力, ,但外力远小于内力但外力远小于内力, ,则系统则系统总动量近似守恒
16、。总动量近似守恒。(4)(4)推广条件推广条件: :系统受力不符合以上三条中的任一条系统受力不符合以上三条中的任一条, ,则则系统的总动量不守恒系统的总动量不守恒, ,但是但是, ,若系统在某一方向上符合若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条以上三条中的某一条, ,则系统在该方向上动量守恒。则系统在该方向上动量守恒。3.3.动量守恒常见的表达式动量守恒常见的表达式: :(1)p=p,(1)p=p,其中其中pp、p p分别表示系统的末动量和初动量分别表示系统的末动量和初动量, ,表示系统作用后的总动量等于作用前的总动量。表示系统作用后的总动量等于作用前的总动量。(2)p=0,(2)p=0,表示
17、系统总动量的增量等于零。表示系统总动量的增量等于零。(3)p(3)p1 1=-p=-p2 2, ,其中其中pp1 1、pp2 2分别表示系统内两个物分别表示系统内两个物体初、末动量的变化量体初、末动量的变化量, ,即两个物体组成的系统即两个物体组成的系统, ,各自各自动量的增量大小相等、方向相反。动量的增量大小相等、方向相反。【典例示范】【典例示范】( (多选多选) )如图所示如图所示, ,光滑水平面光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧轻弹簧, ,两手分别按住小车两手分别按住小车, ,使它们静止使它们静止, ,对两车及弹簧对两车及弹簧组成的系统组成的系统, ,下列说
18、法中正确的是下列说法中正确的是( () )A.A.两手同时放开后两手同时放开后, ,系统总动量始终为零系统总动量始终为零B.B.先放开左手先放开左手, ,后放开右手后放开右手, ,动量不守恒动量不守恒C.C.先放开左手先放开左手, ,后放开右手后放开右手, ,总动量向左总动量向左D.D.无论何时放手无论何时放手, ,两手放开后在弹簧恢复原长的过程中两手放开后在弹簧恢复原长的过程中, ,系统总动量都保持不变系统总动量都保持不变, ,但系统的总动量不一定为零但系统的总动量不一定为零【解析】【解析】选选A A、C C、D D。当两手同时放开时。当两手同时放开时, ,系统所受的系统所受的合外力为零合外
19、力为零, ,所以系统的动量守恒所以系统的动量守恒, ,又因开始时总动量又因开始时总动量为零为零, ,故系统总动量始终为零故系统总动量始终为零, ,选项选项A A正确正确; ;先放开左手先放开左手, ,左边的小车就向左运动左边的小车就向左运动, ,当再放开右手后当再放开右手后, ,系统所受合系统所受合外力为零外力为零, ,故系统的动量守恒故系统的动量守恒, ,且开始时总动量方向向且开始时总动量方向向左左, ,放开右手后总动量方向也向左放开右手后总动量方向也向左, ,故选项故选项B B错误错误, ,选项选项C C、D D正确。正确。【探究训练】【探究训练】1.1.如图所示的装置中如图所示的装置中,
20、 ,木块木块B B与水平桌面与水平桌面间的接触是光滑的。子弹间的接触是光滑的。子弹A A沿水平方向沿水平方向射入木块后留在木块内射入木块后留在木块内, ,将弹簧压缩到将弹簧压缩到最短最短, ,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象( (系统系统),),则此系统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最则此系统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中短的过程中( () )A.A.动量守恒动量守恒, ,机械能守恒机械能守恒B.B.动量不守恒动量不守恒, ,机械能不守恒机械能不守恒C.C.动量守恒动量守恒, ,机械能不守恒机械能不守恒D.D.动量不守恒动量不守恒,
21、,机械能守恒机械能守恒【解析】【解析】选选B B。把系统从子弹射入木块到弹簧压缩至最。把系统从子弹射入木块到弹簧压缩至最短的过程分段考虑。第一段短的过程分段考虑。第一段: :子弹射入木块瞬间子弹射入木块瞬间, ,弹簧弹簧仍保持原长仍保持原长, ,子弹与木块间的摩擦力为内力子弹与木块间的摩擦力为内力, ,合外力为合外力为零零, ,所以此瞬间系统动量守恒所以此瞬间系统动量守恒, ,机械能不守恒。第二段机械能不守恒。第二段: :子弹射入木块后子弹射入木块后, ,与木块一起压缩弹簧与木块一起压缩弹簧, ,系统受墙面弹系统受墙面弹力力( (外力外力) )不为零不为零, ,所以此过程系统动量不守恒。综合在
22、所以此过程系统动量不守恒。综合在一起一起, ,整个过程中动量、机械能均不守恒整个过程中动量、机械能均不守恒, ,应选应选B B。2.(2.(多选多选)(2018)(2018深圳高二检测深圳高二检测) )两位同学穿旱冰鞋两位同学穿旱冰鞋, ,面面对面站立不动对面站立不动, ,互推后向相反的方向运动互推后向相反的方向运动, ,不计摩擦阻不计摩擦阻力力, ,下列判断正确的是下列判断正确的是( () )A.A.互推后两同学总动量增加互推后两同学总动量增加B.B.互推后两同学动量大小相等互推后两同学动量大小相等, ,方向相反方向相反C.C.分离时质量大的同学的速度小一些分离时质量大的同学的速度小一些D.
23、D.互推过程中机械能守恒互推过程中机械能守恒【解析】【解析】选选B B、C C。对两同学所组成的系统。对两同学所组成的系统, ,互推过程中互推过程中, ,合外力为零合外力为零, ,总动量守恒总动量守恒, ,故故A A错错; ;两同学动量的变化量两同学动量的变化量大小相等大小相等, ,方向相反方向相反, ,故故B B、C C正确正确; ;互推过程中机械能增互推过程中机械能增大大, ,故故D D错误。错误。【补偿训练】【补偿训练】( (多选多选) )若用若用p p1 1、p p2 2表示两个在同一直线上运动并相互作表示两个在同一直线上运动并相互作用的物体的初动量用的物体的初动量,p,p1 1、pp
24、2 2表示它们的末动量表示它们的末动量, , pp1 1、pp2 2表示它们相互作用过程中各自动量的变化表示它们相互作用过程中各自动量的变化, ,则则下列式子能表示动量守恒的是下列式子能表示动量守恒的是( () )A.pA.p1 1=p=p2 2B.pB.p1 1+p+p2 2=p=p1 1+p+p2 2C.pC.p1 1+p+p2 2=0=0D.pD.p1 1+p+p2 2= =常数常数( (不为零不为零) )【解析】【解析】选选B B、C C。动量守恒的含义是两物体相互作用。动量守恒的含义是两物体相互作用前的总动量等于其相互作用后的总动量前的总动量等于其相互作用后的总动量, ,因此有因此有
25、p p1 1+p+p2 2=p=p1 1+p+p2 2, ,变形后有变形后有p p1 1-p-p1 1+p+p2 2-p-p2 2=0,=0,即即p p1 1+ +p p2 2=0,=0,又可以变形为又可以变形为p p1 1=-=-p p2 2。【通法悟道】【通法悟道】系统动量是否守恒的判定方法系统动量是否守恒的判定方法(1)(1)选定研究对象及研究过程选定研究对象及研究过程, ,分清外力与内力。分清外力与内力。(2)(2)分析系统受到的外力矢量和是否为零分析系统受到的外力矢量和是否为零, ,若外力矢量若外力矢量和为零和为零, ,则系统动量守恒。则系统动量守恒。(3)(3)若外力在某一方向上合
26、力为零若外力在某一方向上合力为零, ,则在该方向上系统则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少, ,在分析具体在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。问题时要注意把实际过程理想化。主题二动量守恒定律的应用主题二动量守恒定律的应用【互动探究】【互动探究】1.1.牛顿定律和动量守恒定律适用范围有什么不同牛顿定律和动量守恒定律适用范围有什么不同? ?(1)(1)牛顿定律牛顿定律_。(2)(2)动量守恒定律动量守恒定律_问题。问题。仅适用于分析宏观低速问题仅适用于分析宏观低速问题, ,不适用于微不适用于微观高速问题观高速问题既适用于宏观低速问题既适用于宏
27、观低速问题, ,也适用于微也适用于微观高速观高速2.2.试举出微观粒子相互碰撞满足动量守恒定律的实例。试举出微观粒子相互碰撞满足动量守恒定律的实例。( (只要求一例只要求一例) )提示提示: :电子碰撞机中两电子碰撞时满足动量守恒。电子碰撞机中两电子碰撞时满足动量守恒。3.3.与牛顿第二定律相比与牛顿第二定律相比, ,应用动量守恒定律解决问题的应用动量守恒定律解决问题的优越性表现在哪里优越性表现在哪里? ?提示提示: :动量守恒定律只涉及始末两个状态动量守恒定律只涉及始末两个状态, ,与过程中力与过程中力的细节无关的细节无关, ,往往能使问题大大简化。往往能使问题大大简化。4.4.请结合表格请
28、结合表格, ,对比分析在分别应用动量的观点和能量对比分析在分别应用动量的观点和能量的观点解题时应注意的问题。的观点解题时应注意的问题。动量观点动量观点能量观点能量观点矢矢标标性性动量定理和动量动量定理和动量守恒定律表达式守恒定律表达式为为_,_,解决问解决问题时应考虑题时应考虑_动能定理和能量守恒动能定理和能量守恒定律表达式为定律表达式为_,_,解决问题时不考虑方向解决问题时不考虑方向矢量式矢量式方向方向标量式标量式动量观点动量观点能量观点能量观点研究研究对象对象动量定理既可研究动量定理既可研究_,_,又可研究又可研究多个物体组成的多个物体组成的_能量守恒定律多用能量守恒定律多用于研究多个物体
29、组于研究多个物体组成的成的_应用应用条件条件动量守恒定律的前动量守恒定律的前提是系统受提是系统受_为零或不受外力为零或不受外力机械能守恒定律的机械能守恒定律的前提条件是系统只前提条件是系统只受受_或或_作用作用单个物体单个物体系统系统系统系统合外力合外力重力重力弹力弹力5.5.质量为质量为m m的物体的物体A A以速度以速度v v0 0沿光滑水平面运动沿光滑水平面运动, ,与静止与静止的等质量的物体的等质量的物体B B碰撞后一起运动碰撞后一起运动, ,求两者的共同速度求两者的共同速度应选谁为研究对象应选谁为研究对象? ?如何选取初、末状态如何选取初、末状态? ?相互作用的相互作用的过程中过程中
30、, ,系统机械能是否变化系统机械能是否变化? ?提示提示: :应选应选A A、B B系统为研究对象系统为研究对象; ;碰撞前为初状态碰撞前为初状态, ,其动其动量为量为mvmv0 0, ,末状态为碰撞后末状态为碰撞后, ,其动量为其动量为2mv;2mv;通过计算可发通过计算可发现作用前后总动能减少现作用前后总动能减少, ,转化为系统内能。转化为系统内能。【探究总结】【探究总结】动量守恒定律的动量守恒定律的“五性五性”1.1.条件性条件性: :动量守恒定律是有条件的动量守恒定律是有条件的, ,应用时一定要首应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。先判断系统是否满足守恒条件。(1)(1)系统不受
31、外力作用或所受合外力为零。系统不受外力作用或所受合外力为零。(2)(2)系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时, ,系统的总动量近似守恒。系统的总动量近似守恒。(3)(3)系统所受的合外力不为零系统所受的合外力不为零, ,但在某一方向上合外力但在某一方向上合外力为零或不受外力为零或不受外力(F(Fx x=0=0或或F Fy y=0),=0),则系统在该方向上动量则系统在该方向上动量守恒。守恒。2.2.矢量性矢量性: :动量守恒定律的表达式是一个矢量式。动量守恒定律的表达式是一个矢量式。(1)(1)该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相该式
32、说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等等, ,而且方向也相同。而且方向也相同。(2)(2)在求系统的总动量在求系统的总动量p=pp=p1 1+p+p2 2+ +时时, ,要按矢量运算法则要按矢量运算法则计算。计算。3.3.相对性相对性: :动量守恒定律中动量守恒定律中, ,系统中各物体在相互作用系统中各物体在相互作用前后的动量前后的动量, ,必须相对于同一惯性系必须相对于同一惯性系, ,各物体的速度通各物体的速度通常均为相对于地面的速度。常均为相对于地面的速度。4.4.同时性同时性: :动量守恒定律中动量守恒定律中p p1 1、p p2 2必须是系统中各物必须是系统中各物体在相互作用前同一
33、时刻的动量体在相互作用前同一时刻的动量,p,p1 1、p p2 2必须是必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。5.5.普适性普适性: :动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统统, ,也适用于多个物体组成的系统。不仅适用于宏观物也适用于多个物体组成的系统。不仅适用于宏观物体组成的系统体组成的系统, ,也适用于微观粒子组成的系统。也适用于微观粒子组成的系统。【典例示范】【典例示范】一辆质量一辆质量m m1 1=3.010=3.0103 3kgkg的小货车因故障停在车道上的小货车因故障停在车道上, ,后后面一辆质
34、量面一辆质量m m2 2=1.510=1.5103 3kgkg的轿车来不及刹车的轿车来不及刹车, ,直接撞入直接撞入货车尾部失去动力。相撞后两车一起沿轿车运动方向货车尾部失去动力。相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了滑行了s=6.75ms=6.75m停下。已知车轮与路面的动摩擦因数停下。已知车轮与路面的动摩擦因数=0.6,=0.6,求碰撞前轿车的速度大小。求碰撞前轿车的速度大小。( (重力加速度取重力加速度取g=10m/sg=10m/s2 2) )【解题指南】【解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点: :(1)(1)由运动学公式求出相撞后一起运动的初速度。由运动学公式求出相撞后一
35、起运动的初速度。(2)(2)相撞过程符合动量守恒。相撞过程符合动量守恒。【解析】【解析】由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得(m(m1 1+m+m2 2)g=(m)g=(m1 1+m+m2 2)a)a解得解得a=6m/sa=6m/s2 2 则则v= =9m/s v= =9m/s 由动量守恒定律得由动量守恒定律得m m2 2v v0 0=(m=(m1 1+m+m2 2)v)v 解得解得v v0 0= v=27m/s= v=27m/s答案答案: :27m/s27m/s【探究训练】【探究训练】1.(1.(多选多选)(2018)(2018临沂高二检测临沂高二检测) )如图所示如图所示, ,在橄榄球比赛中在
36、橄榄球比赛中, ,一个一个85kg85kg的前锋队员以的前锋队员以5 m/s5 m/s的速度跑动的速度跑动, ,想穿越防守队员到底线想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时触地得分。就在他刚要到底线时, ,迎面撞上了对方两名迎面撞上了对方两名均为均为65 kg65 kg的队员的队员, ,一个速度为一个速度为2 m/s,2 m/s,另一个速度为另一个速度为4 m/s,4 m/s,然后他们就扭在了一起然后他们就扭在了一起, ,则则( () )A.A.他们碰撞后的共同速率是他们碰撞后的共同速率是0.2 m/s0.2 m/sB.B.碰撞后他们动量的方向仍向前碰撞后他们动量的方向仍向前C.C.这
37、名前锋能得分这名前锋能得分D.D.这名前锋不能得分这名前锋不能得分【解析】【解析】选选B B、C C。前锋队员的质量为。前锋队员的质量为M,M,速度为速度为v v1 1, ,两名两名65kg65kg的队员质量均为的队员质量均为m,m,速度分别为速度分别为v v2 2、v v3 3。取前锋队员。取前锋队员跑动的速度方向为正方向跑动的速度方向为正方向, ,根据动量守恒定律可得根据动量守恒定律可得:Mv:Mv1 1-mv-mv2 2-mv-mv3 3=(M+m+m)v,=(M+m+m)v,代入数据得代入数据得:v:v0.16m/s0.16m/s。所。所以碰撞后的速度仍向前以碰撞后的速度仍向前, ,故
38、这名前锋能得分故这名前锋能得分,B,B、C C两项两项正确。正确。2.(20182.(2018龙岩高二检测龙岩高二检测) )一弹丸在飞行到距离地面一弹丸在飞行到距离地面5m5m高时仅有水平速度高时仅有水平速度v=2m/s,v=2m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞爆炸成为甲、乙两块水平飞出出, ,甲、乙的质量比为甲、乙的质量比为31,31,不计质量损失不计质量损失, ,重力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2, ,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是的是( () )【解析】【解析】选选B B。弹丸在爆炸过程中。弹丸在爆炸过程中, ,水平方向的
39、动量守水平方向的动量守恒恒, ,有有m m弹丸弹丸v= mv= m弹丸弹丸v v甲甲+ m+ m弹丸弹丸v v乙乙, ,解得解得4v=3v4v=3v甲甲+v+v乙乙, ,爆爆炸后两块弹片均做平抛运动炸后两块弹片均做平抛运动, ,竖直方向有竖直方向有h= gth= gt2 2, ,水平水平方向对甲、乙两弹片分别有方向对甲、乙两弹片分别有x x甲甲=v=v甲甲t,xt,x乙乙=v=v乙乙t,t,代入各代入各图中数据图中数据, ,可知可知B B正确。正确。3.3.如图所示如图所示, ,如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T T0 0=10N,=10N,球质量球质量m=0.
40、5kg,L=0.3m,m=0.5kg,L=0.3m,锤头质量锤头质量M=0.866kg,M=0.866kg,如果锤头沿水平方向打击球如果锤头沿水平方向打击球m,m,锤头速度多大时才能把锤头速度多大时才能把绳子打断绳子打断( (设球原来静止设球原来静止, ,打击后锤头静止打击后锤头静止,g=10m/s,g=10m/s2 2)?)?【解析】【解析】球球m m被锤头打击后以被锤头打击后以O O为圆心为圆心,L,L为半径做圆周为半径做圆周运动运动, ,且在刚打过后绳子拉力最大且在刚打过后绳子拉力最大, ,由圆周运动向心力由圆周运动向心力计算公式有计算公式有T T0 0-mg= -mg= v= v= 锤
41、头打击锤头打击m m过程中过程中, ,系统水平方向不受外力作用系统水平方向不受外力作用, ,系统水系统水平方向动量守恒平方向动量守恒MvMv0 0=mv=mvv v0 0= = 若要锤头击打小球后绳子被拉断若要锤头击打小球后绳子被拉断, ,锤头的速度应大于等锤头的速度应大于等于于1m/s1m/s。答案答案: :大于等于大于等于1m/s1m/s【通法悟道】【通法悟道】应用动量守恒定律解题的基本步骤应用动量守恒定律解题的基本步骤(1)(1)分析题意分析题意, ,合理地选取研究对象合理地选取研究对象, ,明确系统是由哪几明确系统是由哪几个物体组成的。个物体组成的。(2)(2)分析系统的受力情况分析系
42、统的受力情况, ,分清内力和外力分清内力和外力, ,判断系统的判断系统的动量是否守恒。动量是否守恒。(3)(3)确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的已知状态和未知状态已知状态和未知状态, ,通常为初态到末态的过程。通常为初态到末态的过程。(4)(4)对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上的问题的问题, ,设定正方向设定正方向, ,各物体的动量方向可以用正、负各物体的动量方向可以用正、负号表示。号表示。(5)(5)建立动量守恒方程建立动量守恒方程, ,代入已知量求解。代入已知量求解。【课堂小结】【课堂小结】
