动量守恒定律课件.ppt

1、第三节动量守恒定律第三节动量守恒定律例：静止站在光滑的冰面上的两个人互例：静止站在光滑的冰面上的两个人互推一把，他们各自都向相反的方向运动，推一把，他们各自都向相反的方向运动，谁运动得更快一些？他们的总动量又会谁运动得更快一些？他们的总动量又会怎样？其动量变化又遵循什么样的规律怎样？其动量变化又遵循什么样的规律呢？呢？动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律的推导：动量守恒定律的推导：设在光滑水平面上做匀速运动的两个小球设在光滑水平面上做匀速运动的两个小球A A和和B B，质量分别是质量分别是m m1 1和和m m2 2，沿着同一直线向相同的方向运，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是动，速度

2、分别是v v1 1和和v v2 2（v v1 1vv2 2），经过一段时间后，），经过一段时间后，两个发生碰撞，碰撞过程相互作用时间为两个发生碰撞，碰撞过程相互作用时间为t t，碰撞，碰撞后的速度分别是后的速度分别是v v1 1和和v v2 2。（1 1）A A、B B两球在碰撞时各自所受平均作用力两球在碰撞时各自所受平均作用力F F1 1与与F F2 2有有什么关系？什么关系？（2 2）写出碰撞过程中小球各自所受到的外力的冲量？）写出碰撞过程中小球各自所受到的外力的冲量？每个小球的动量的变化？每个小球的动量的变化？最终结果：最终结果：0pp21=D+Dpp21-=DD（1 1）系统：相互作用

3、的物体构成系统。）系统：相互作用的物体构成系统。（2 2）外力：系统之外的物体对系统的作用力。）外力：系统之外的物体对系统的作用力。（3 3）内力：系统内物体之间的作用力叫做内力。）内力：系统内物体之间的作用力叫做内力。如果一个系统如果一个系统不受外力不受外力，或者，或者所受外力的矢所受外力的矢量和为量和为0 0，这个系统的总动量保持不变。，这个系统的总动量保持不变。系统动量守恒的条件：系统动量守恒的条件：l 系统不受外力，或者所受外力之和为系统不受外力，或者所受外力之和为0 0；l 外力不为外力不为0 0，但是内力远远大于外力；，但是内力远远大于外力；l 某方向上外力之和为零，在这个方向上动

4、量守恒。某方向上外力之和为零，在这个方向上动量守恒。使用范围：使用范围：适用于适用于正碰正碰，也适用于，也适用于斜碰斜碰；适用于适用于碰撞碰撞，也适用于，也适用于其他形式的相互作用其他形式的相互作用；适用于适用于两物系统两物系统，也适用于，也适用于多物系统多物系统；适用于适用于宏观高速宏观高速，也适用于，也适用于微观低速微观低速。两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。以系统动量守恒。思思考考分分析析 系统所受的外力有：重力、地面对木块的支持系统所受的

5、外力有：重力、地面对木块的支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。以系统动量不守恒。在光滑水平面的车上有一辆平板车，一个人站在在光滑水平面的车上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端车上用大锤敲打车的左端.在连续的敲打下在连续的敲打下,这辆车这辆车能持续地向右运动吗？说明理由能持续地向右运动吗？说明理由.思考：思考：如图所示，、两木块的质量之比为如图所示，、两木块的质量之比为：，原来静止在平板小车：，原来静止在平板小车C C上，上，A A、B B间有一间有一根被压缩了的轻弹簧，根被压缩了的轻弹簧，A A、B B与平板

6、车的上表面间与平板车的上表面间的动摩擦因素相同，地面光滑。当弹簧突然释放的动摩擦因素相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，后，A A、B B在小车上滑动时有：在小车上滑动时有：1 1）A A、B B系统动量守恒系统动量守恒2 2）A A、B B、C C系统动量守恒系统动量守恒3 3）小车向左运动）小车向左运动4 4）小车向右运动）小车向右运动ABCA A B B例例1：质量为：质量为 1 kg 的物体在距地面前的物体在距地面前 5 m 处由静止自处由静止自由下落，正落在以由下落，正落在以 5 m/s 速度沿光滑水平面匀速行驶速度沿光滑水平面匀速行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为的装载沙子的

7、小车中，车与沙子的总质量为4 kg，当，当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？v v解解:取小车开始运动方向为正方向取小车开始运动方向为正方向,当物体当物体落入小车两者相对静止时速度为落入小车两者相对静止时速度为 v 由在由在水平方向上动量守恒，有水平方向上动量守恒，有M v=(M+m)v 可得可得:解得：解得：v =4m/s例例2：在水平轨道上放置一：在水平轨道上放置一门质量为门质量为M的炮车，发射的炮车，发射炮弹的质量为炮弹的质量为m，炮车与轨，炮车与轨道间摩擦力不计，当炮身道间摩擦力不计，当炮身与水平方向成与水平方向成角发射炮弹角发射炮弹时，炮

8、弹相对于炮身的出时，炮弹相对于炮身的出口速度为口速度为v0，试求炮车后退，试求炮车后退的速度有多大？的速度有多大？选定的研究对象是什么？选定的研究对象是什么？系统所受到的力有哪一些？系统所受到的力有哪一些？在水平方向是否符合动量守恒的条件？在水平方向是否符合动量守恒的条件？分分析析解解:以以v v0 0在水平方向的分量为在水平方向的分量为正方向正方向,则炮弹对地的水平分则炮弹对地的水平分速度为：速度为：vx=v v0 0cos-vcos-v 据水平方向动量守恒得：据水平方向动量守恒得：m m(v(v0 0cos-v)-Mv=0cos-v)-Mv=0解得：解得：v0 注意注意v v0 0是炮是炮

9、 弹相对炮弹相对炮 身的速度身的速度例例3：如图所示质量为如图所示质量为M的小船以速度的小船以速度v0匀匀速行驶速行驶.船上有质量都为船上有质量都为m的小孩的小孩a和和b,他们他们分别站立在船头和船尾分别站立在船头和船尾,现小孩现小孩a以相对于静以相对于静止水面的速度止水面的速度v向前跃入水中向前跃入水中,然后小孩然后小孩b沿沿水平方向以同一速度水平方向以同一速度(相对于静水相对于静水)向后跃向后跃入水中入水中,求小孩求小孩b跃入水中后小船的速度跃入水中后小船的速度.解析解析 由于船在水中匀速行驶由于船在水中匀速行驶,所以人所以人 船组成的系统动量船组成的系统动量守恒守恒,设小孩设小孩b跃入水

10、中后小船的速度为跃入水中后小船的速度为v1,规定小船原来的规定小船原来的速速:v0方向为正方向方向为正方向,根据动量守恒定律有根据动量守恒定律有:(M+2m)v0=Mv1+mv+(-mv)解得解得:为正值为正值,表明小船的速度方向与原来表明小船的速度方向与原来的方向相同的方向相同.答案答案 方向与原方向相同方向与原方向相同项目项目动量守恒定律动量守恒定律内容内容系统不受外力或所受外力的合力为系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变。零，这个系统的动量就保持不变。公式公式P1+P2=P1+P2应用对象应用对象 物体系统物体系统动量守恒动量守恒条件条件研究的系统不受外力或合外力为

11、零，研究的系统不受外力或合外力为零，或满足系统所受外力远小于系统内或满足系统所受外力远小于系统内力。力。特点特点动量是矢量，式中动量的确定一般动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参照物。取地球为参照物。板书小结板书小结对对m1用动量定理：用动量定理：F1t=m1V1 m1V1-(1)守恒定律的推导守恒定律的推导m1m2V1V2设设m1、m2分别以分别以V1 V2相碰，碰后速度分别相碰，碰后速度分别V1 V2 碰碰撞时间撞时间t对对m2用动量定理：用动量定理：F2t=m2V2 m2V2-(2)由牛顿第三定律：由牛顿第三定律：F1=F2-(3)m1v m1v(m2v m2v)m1v+m2v m1

12、v+m2v1.动量守恒定律的表达式动量守恒定律的表达式一、动量守恒定律的内容：一、动量守恒定律的内容：一、动量守恒定律的内容：一、动量守恒定律的内容：相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力作用，或它们受到的外力的合力为作用，或它们受到的外力的合力为0，则系统的总动，则系统的总动量保持不变。量保持不变。2.动量守恒定律成立的条件。动量守恒定律成立的条件。系统不受外力或者所受外力之和为零；系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；不计；系统在某一个方向上所受的合外力为零，则系统在

13、某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。该方向上动量守恒。全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。该阶段系统动量守恒。例例1 1、在光滑水平面上有一个弹簧振子系统，如图所、在光滑水平面上有一个弹簧振子系统，如图所示，两振子的质量分别为示，两振子的质量分别为m m1 1和和m m2 2。讨论。讨论:以两振子组以两振子组成的系统。成的系统。1)1)系统外力有哪些？系统外力有哪些？2 2）系统内力是什么）系统内力是什么力？力？3 3）系统在振动时动量是否守恒？机械能是否守）系统在振动时动量是否守恒？机械能是否守恒？恒？4 4）如果水平

14、地面不光滑，地面与两振子的动摩）如果水平地面不光滑，地面与两振子的动摩擦因数擦因数相同，讨论相同，讨论m m1 1m m2 2和和m m1 1mm2 2两种情况下振动两种情况下振动系统的动量是否守恒。机械能是否守恒？系统的动量是否守恒。机械能是否守恒？动量守恒的条件：系统不受外力或所受外力的合力为零；动量守恒的条件：系统不受外力或所受外力的合力为零；机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功。机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功。典型例题：动量守恒的条件典型例题：动量守恒的条件例例2、如图所示的装置中，木块、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接与水平桌面间的接触是光滑的，子弹触是

15、光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木沿水平方向射入木块后留在木块内，块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：()A、动量守恒、机械能守恒、动量守恒、机械能守恒 B、动量不守恒、机械能不守恒、动量不守恒、机械能不守恒 C、动量守恒、机械能不守恒、动量守恒、机械能不守恒 D、动量不守恒、机械能守恒、动量不守恒、机械能守恒B B典型例题：动量守恒的条件典型例题：动量守恒的条件例例3、如

16、图所示，光滑水平面上有、如图所示，光滑水平面上有A、B两木块，两木块，A、紧靠在一起，子弹以速度紧靠在一起，子弹以速度V0向原来静止的射去，向原来静止的射去，子弹击穿子弹击穿A留在留在B中。下面说法正确的是中。下面说法正确的是 ()BAA.子弹击中的过程中，子弹和组成的系统动量子弹击中的过程中，子弹和组成的系统动量守恒守恒B.子弹击中的过程中，子弹击中的过程中，A和和B组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒C.A、B和子弹组成的系统动量一直守恒和子弹组成的系统动量一直守恒D.子弹击穿子弹击穿A后子弹和后子弹和B组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒典型例题：动量守恒的条件典型例题：动量守恒的条件ABC例、如图所示，、两木块的质量之比为例、如图所示，、两木块的质量之比为:，原来静止在平板小车原来静止在平板小车C上，上，A、B间有一根被压缩了间有一根被压缩了的轻弹簧，的轻弹簧，A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素与平板车的上表面间的动摩擦因素相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B在小车在小车上滑动时有：上滑动时有：()A、A、B系统动量守恒系统动量守恒B、A