第十六章 第三节 _动量守恒定律

第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律【学习目标】1.理解系统、内力、外力的概念.2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件.3.了解动量守恒定律的普遍意义．课前预习一、动量守恒定律如图所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系．[要点提炼]1．动量守恒定律的内容：如果一个系统，或者，这个系统的总动量保持不变．2．动量守恒定律成立的条件：(1)系统不受或者所受外力的合力为零．(2)系统外力远内力时，外力的作用可以忽略，系统的动量守恒．(3)系统在某个方向上的为零时，系统在该方向上动量守恒．3．动量守恒定律的表达式：(1)m1v1＋m2v2＝(作用前后动量相等)．(2)Δp＝(系统动量的增量为零)．(3)Δp1＝(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反)．如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？二、动量守恒定律的理解和简单应用1．动量守恒定律的“五性”(1)系统性：注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒．(2)矢量性：是矢量式，解题时要规定正方向．(3)相对性：系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系，通常为相对于地面的速度．(4)同时性：初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量；末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量．(5)普适性：不仅适用两个物体或多个物体组成的系统，也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成的系统．2．应用动量守恒定律解题的基本思路(1)明确研究对象合理选择系统．(2)判断系统动量是否守恒．(3)规定正方向及初、末状态．(4)运用动量守恒定律列方程求解．三、动量守恒定律的普适性动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域．想一想动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样？课内探究【探究一】动量守恒的条件判断例1如图所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后()A．甲木块的动量守恒B．乙木块的动量守恒C．甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒【针对训练1】如图所示，光滑水平面上A、B两小车间有一弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法正确的是()A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论何时放手，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，但系统的总动量不一定为零【针对训练2】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()A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能不守恒D．动量不守恒、机械能守恒【探究二】动量守恒定律的应用例2质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg、以4 m/s的速度向左运动的小球B，碰撞后B球恰好静止，求碰撞后A球的速度．【针对训练3】质量M＝100kg的小船静止在水面上，船首站着质量m甲＝40kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60kg的游泳者乙，船首指向左方，若甲、乙两游泳者在同一水平线上，甲朝左、乙朝右以3m/s的速率跃入水中，则()A．小船向左运动，速率为1m/sB．小船向左运动，速率为0.6m/sC．小船向右运动，速率大于1m/sD．小船仍静止【针对训练4】将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑．开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图所示．(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？。

第十六章 动量守恒定律知识点总结一、动量和动量定理1、动量P（1）动量定义式：P=mv（2）单位：kg ·m/s（3）动量是矢量，方向与速度方向相同2、动量的变化量ΔP12P -P P =∆ （动量变化量=末动量-初动量）注意：在求动量变化量时，应先规定正方向，涉及到的矢量的正负根据规定的正方向确定。

3/冲量（1）定义式：I=Ft物体所受到的力F 在t 时间内对物体产生的冲量为F 与t 的乘积（2）单位：N ·s（2）冲量I 是矢量，方向跟力F 的方向相同4、动量定理（1）表达式：12P -P I =（合外力对物体的冲量=物体动量的变化量）注意：应用动量定理时，应先规定正方向，涉及到的矢量的正负根据规定的正方向确定。

二、动量守恒定律1、系统内力和外力相互作用的两个（或多个）物体，组成一个系统，系统内物体之间的相互作用力，称为内力；系统外其他物体对系统内物体的作用力，称为外力。

2、动量守恒定律：（1）内容：如果一个系统不受外力，或者受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

（2）表达式：22112211v m v m v m v m '+'=+（两物体相互作用前的总动量=相互作用后的总动量）（3）对条件的理解：①系统不受外力或者受外力合力为零②系统所受外力远小于系统内力，外力可以忽略不计③系统合外力不为零，但是某个方向上合外力为零，则系统在该方向上总动量守恒三、碰撞1、碰撞三原则：（1）碰前后面的物体速度大，碰后前面的物体速度大，即：碰前21v v 〉，碰后21v v '〈'； （2）碰撞前后系统总动量守恒（3）碰撞前后动能不增加，即222211222211v m 21v m 21v m 21v m 21'+'≥+ 2、碰撞的分类Ⅰ（1）对心碰撞：两物体碰前碰后的速度都沿同一条直线。

（2）非对心碰撞：两物体碰前碰后的速度不沿同一条直线。

第3节动量守恒定律1．相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统，系统内部物体间的力叫内力。

2．系统以外的物体施加的力，叫外力。

3．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

一、系统内力和外力1．系统：相互作用的两个或多个物体组成的整体。

2．内力：系统内部物体间的相互作用力。

3．外力：系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。

二、动量守恒定律1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。

2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。

3．适用条件：系统不受外力或者所受外力矢量和为零。

4．普适性：动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。

1．自主思考——判一判(1)如果系统的机械能守恒，则动量也一定守恒。

(×)(2)只要系统内存在摩擦力，动量就不可能守恒。

(×)(3)只要系统受到的外力做的功为零，动量就守恒。

(×)(4)只要系统所受到合外力的冲量为零，动量就守恒。

(√)(5)系统加速度为零，动量不一定守恒。

(×)2．合作探究——议一议(1)如果在公路上有三辆汽车发生了追尾事故，将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力，还是外力？如果将后面两辆汽车看作一个系统呢？提示：内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。

一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。

如果将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力，是内力。

(2)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样？提示：动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广。

第十六章动量守恒定律第一节碰撞实验探究碰撞中的不变量1.必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞前沿同一直线运动，碰后还沿同一直线运动2.用天平测物体的质量3.测量两个物体在碰撞前后的速度（可用打点计时器和纸带，或者用气垫导轨与光电门计时器测量）案例——P4,5第二节动量和动量定理1.动量（先由法笛卡尔提出，后牛顿明确）物体的质量与速度的乘积；矢量，方向与速度方向相同；状态量；p=mv；单位是kg ·m/s；1kg ·m/s=1 N·s。

E=P²/2m2.动量定理系统动量的变化等于所受合外力的冲量；I=mv末－mv初=△P。

3.冲量物体所受外力和外力作用时间的乘积；矢量；过程量；I=Ft；单位是N·s。

4. 为了减小作用力，通常延长作用时间，例：易碎的物品运输时用柔软的材料包装，玻璃杯落在毯子上不会破碎。

补充：动量变，动能不一定变。

动能变，动量一定变。

第三节动量守恒定律1.内力：发生碰撞物体之间的相互作用力2.外力：物体自身所受的重力，支持力，摩擦力（由系统以外的物体施加的）3.动量守恒定律：一个系统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。

4.动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；内力远大于外力；如果在某一方向上合外力为零。

那么在该方向上系统的动量守恒。

5.“人船模型”0=m人v人+m船v船，可知，人动船动；人快船快。

人退船进，人停船停。

6.动量守恒不仅指系统的初，末两时刻动量相等，而且系统在整个过程中总动量都不变。

第四节碰撞1.弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫弹性碰撞。

2.非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫非弹性碰撞。

3.完全非弹性碰撞：碰后融为一体或者共速，Ek损失最大。

4.一个物体以速度V和另一个静止的物体碰撞,碰后速度——P185.正碰（对心碰撞）：一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞前球的运动速度和两球心的连线在同一直线上，碰后两球的速度仍会沿着这条直线。