第三節(jié)

動(dòng)量守恒定律第一章動(dòng)量與動(dòng)量守恒目錄

1234新課導(dǎo)入與素養(yǎng)目標(biāo)課堂練習(xí)新課講解課堂小結(jié)1．能用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式，理解動(dòng)量守恒定律的普適性。2．了解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的概念，理解動(dòng)量守恒的條件。3．能用動(dòng)量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。素養(yǎng)目標(biāo)新課導(dǎo)入兩個(gè)冰壺碰撞，冰壺都向相反的方向運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量均發(fā)生了變化。它們動(dòng)量的變化遵循什么規(guī)律呢?新課講解一、動(dòng)量守恒定律1.在物理學(xué)中，有時(shí)要把相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)研究，這個(gè)整體叫作系統(tǒng)．新課講解2.內(nèi)力與外力

ABm2m1m2m1（1）內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力（2）外力：外部其他物體對(duì)系統(tǒng)的作用力N1G1N2G2F1F2系統(tǒng)內(nèi)力外力

注意：內(nèi)力和外力的區(qū)分依賴(lài)于系統(tǒng)的選取，只有在確定了系統(tǒng)后，才能確定內(nèi)力和外力。新課講解當(dāng)B追上A時(shí)發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程中：

A所受B對(duì)它的作用力是

F1

B所受A對(duì)它的作用力是

F2m1m2ABv2v1接下來(lái)我們用動(dòng)量定理研究?jī)蓚€(gè)相互作用的物體，在光滑水平桌面上做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體沿同一直線(xiàn)同向運(yùn)動(dòng)v2

＞

v1作用時(shí)間

Δt

很短碰撞后：A的速度是v1′，B的速度是v2′。新課講解碰撞過(guò)程中A物體前后的動(dòng)量變化：碰撞過(guò)程中B物體前后的動(dòng)量變化：作用力

F1、F2對(duì)A、B的沖量的關(guān)系：A、B碰撞前后的總動(dòng)量關(guān)系：F1Δt

=

m1v1′－m1v1F2Δt

=

m2v2′－m2v2m1v1＋m2v2=

m1v1′＋m2v2′→F1Δt

=－F2Δt，沖量等大反向

牛頓第三定律→F1

=

－F2新課講解3.動(dòng)量守恒定律（1）內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。（2）表達(dá)式：①p=p'

②?p1=

-?

p2③?p

=0系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量系統(tǒng)總動(dòng)量增量為0兩物體動(dòng)量增量大小相等、方向相反④m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'兩個(gè)物體的系統(tǒng)中，相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后兩個(gè)物體的總動(dòng)量新課講解4.適用條件(1)系統(tǒng)不受外力；(理想條件)(2)系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實(shí)際條件)在光滑水平面上有兩個(gè)載有磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，兩小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒嗎？N2G2N1G1F1F2兩小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，相互排斥的磁力屬于內(nèi)力，整個(gè)系統(tǒng)的外力即重力和支持力的和為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量守恒。新課講解(3)系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力（如碰撞、爆炸等），外力相對(duì)來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)，因而系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒；(近似條件）(4)系統(tǒng)總的來(lái)看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒.(單向條件)mv1v2mv1+(-Mv2)=0新課講解應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的注意點(diǎn)(1)系統(tǒng)性：動(dòng)量守恒定律是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)而言的，具有系統(tǒng)的整體性，而對(duì)物體系統(tǒng)的一部分，動(dòng)量守恒定律不一定適用。(2)矢量性：選取正方向，與正方向同向的為正，與正方向反向的為負(fù)。(3)瞬(同)時(shí)性：

動(dòng)量是一個(gè)瞬時(shí)量，動(dòng)量守恒是指系統(tǒng)任意時(shí)刻動(dòng)量守恒。方程左邊是作用前某一時(shí)刻各物體的動(dòng)量的和，方程右邊是作用后某時(shí)刻系統(tǒng)各物體動(dòng)量的和。不是同一時(shí)刻的動(dòng)量不能相加。(4)相對(duì)性：由于動(dòng)量的大小與參照系的選擇有關(guān)，因此在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，應(yīng)注意各物體的速度必須是相對(duì)同一參照物的。新課講解二、動(dòng)量守恒定律的普適性1.動(dòng)量守恒定律只涉及過(guò)程始末兩個(gè)狀態(tài),與過(guò)程中力的細(xì)節(jié)無(wú)關(guān)牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題要涉及整個(gè)過(guò)程的力2.動(dòng)量守恒定律不僅適用于宏觀(guān)、低速問(wèn)題，而且適用于高速、微觀(guān)的問(wèn)題微觀(guān)或高速領(lǐng)域，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用只要系統(tǒng)所受的合外力為零，動(dòng)量守恒定律都是適用的3.動(dòng)量守恒定律不僅適用于兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)宇宙大爆炸原子核裂變反應(yīng)新課講解三、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為多少？v0v2v1m2m1火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng),在分離前后沿原運(yùn)動(dòng)方向上動(dòng)量守恒。由動(dòng)量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v+m1v解得.新課講解①找：找研究對(duì)象(系統(tǒng)包括那幾個(gè)物體)和研究過(guò)程；②析：進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；③定：規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動(dòng)量正負(fù)號(hào)，畫(huà)好分析圖；④列：由動(dòng)量守恒定律列方程；⑤算：合理進(jìn)行運(yùn)算，得出最后的結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的基本步驟和方法：新課講解拓展：機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒的比較機(jī)械能守恒定律動(dòng)量守恒定律研究對(duì)象守恒條件守恒性質(zhì)適用范圍聯(lián)系注意

單個(gè)、或相互作用的物體組成的系統(tǒng)相互作用的物體組成的系統(tǒng)只有重力或彈力做功,其他力不做功系統(tǒng)不受外力或所受合外力等于零標(biāo)量守恒(不考慮方向性)矢量守恒(規(guī)定正方向)都可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,因此它們都是實(shí)驗(yàn)規(guī)律。爆炸、碰撞、反沖相互作用現(xiàn)象中,因F內(nèi)>>F外,動(dòng)量是守恒的,但很多情況下有其他力（內(nèi)力）做功,有其他形式能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,機(jī)械能不守恒.僅限于宏觀(guān)、低速領(lǐng)域到目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域課堂練習(xí)1.如圖所示，小車(chē)靜止在光滑水平面上，AB是小車(chē)內(nèi)半圓弧軌道的水平直徑，現(xiàn)將一小球從距A點(diǎn)正上方高R處由靜止釋放，小球由A點(diǎn)沿切線(xiàn)方向進(jìn)入半圓軌道后又從B點(diǎn)沖出。不計(jì)一切摩擦。在小球與小車(chē)相互作用過(guò)程中(

)A.小車(chē)的動(dòng)量守恒B.小球和小車(chē)的總動(dòng)量守恒c.小球和小車(chē)在豎直方向上動(dòng)量守恒D.小球和小車(chē)在水平方向上動(dòng)量守恒課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.如圖所示，小車(chē)與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車(chē)上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小車(chē)與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.男孩、小車(chē)與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.小孩推力的沖量小于木箱的動(dòng)量的變化量課堂練習(xí)課堂練習(xí)3.如圖所示，體積相同的木塊和空心鐵塊，用細(xì)繩連接，靜止在水池中。當(dāng)細(xì)繩斷裂后，木塊與鐵塊分別豎直向上、向下運(yùn)動(dòng)。不計(jì)水的阻力，下列說(shuō)法正確的是(

)A.細(xì)繩斷裂后，木塊與鐵塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.細(xì)繩斷裂后，木塊與鐵塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.細(xì)繩斷裂后，木塊的動(dòng)量變化比鐵塊快D.細(xì)繩斷裂后，木塊的動(dòng)量變化比鐵塊慢課堂練習(xí)課堂小結(jié)一、動(dòng)量守恒定律1.系統(tǒng)：相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體構(gòu)成的整體，像碰撞的兩個(gè)小球組成的整體就是一個(gè)系統(tǒng)。2.內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力，例如系統(tǒng)中兩木