动量守恒定律公开课课件1

结论
1
动量守恒定律的应用范围
动量守恒定律适用于各种物理运动问题，同时也是其它物理定律的基础。
2
动量守恒定律的意义
动量守恒定律在现实生活与工程技术中有着广泛应用，如人工卫星、排水设备、防撞 设计等。168 《动量守恒定律》
动量守恒定律
动量守恒定律是力学的基础定理之一，是描述物体运动过程中物体间相互作 用的基本规律。本课件将详细介绍动量的概念、动量守恒定律及其应用，以 及动量守恒定律在碰撞问题中的应用。
什么是动量？
1
动量的定义
动量是一个物体在运动状态下的物理量，定义为物体的质量与速度之积。
2
动量的单位
动量的单位为千克·米/秒（kg·m/s），也可以用牛·秒（N·s）表示。
3
动量的符号
动量用p表示，矢量符号在上方。
动量守恒定律
动量守恒定律的表述
在一个封闭系统中，各物体之间的动量代数和在任意时刻都保持不变。
动量守恒定律的应用
可用于解释各种物体运动问题，如：弹性碰撞，非弹性碰撞，弹簧振子，火箭发射等。
动量守恒定律与碰撞
完全弹性碰撞
在完全弹性碰撞中，物体间碰 撞后动量Hale Waihona Puke 动能都守恒。完全非弹性碰撞
在完全非弹性碰撞中，物体间 碰撞后动量守恒，但动能不守 恒。
部分非弹性碰撞
在部分非弹性碰撞中，物体间 碰撞后动量和动能都不守恒。
例题分析
1 利用动量守恒定律的例题
例题演示如何使用动量守恒定律解决各种实例问题。
2 计算碰撞物体的速度/动量
示范如何通过动量守恒定律计算碰撞物体的速度或动量。

B
A
总
结
F外 0
F x =0
F y =0
5、斜面B置于光滑水平面上，物体A沿 光滑斜面滑下，则AB组成的系统动量守 恒吗？ 光滑
x
光滑
F外 0
F x =0
F y 0
空中爆炸
F外 0
但是F 内 ?
F x 0
F y 0
F
外
3. 成立条件
(1) 系统不受外力或所受外力的矢量和为零。
4、动量的变化P
1、表达式：
P2
P1
△P
P＝P2－P1 =mv2-mv1=m(v2-v1)
2、运算：
（1）成θ角，平行四边形定则 （2）在一条直线上，确定正方向后，用正 负表示方向，就转化为代数运算
3、方向：与速度变化量的方向相同。
预 学
理解三个概念：
（请自主阅读教材P12）
1. 系统：相互作用的 两个或多个物体 组成的整体。系统可按 解决问题的需要灵活选取。
这个系统的总动量保持不变。
m11 m2 2 m11 m2 2
二、动量守恒定律成立的条件 1. 系统不受力，或者 F外合 = 0 2. F内 >> F外合
3. 若系统在某一方向上满足上述 1 或 2，则在该方向上系
统的总动量守恒。
三、应用动量守恒定律解决问题的基本步骤
定系统
判条件
2. 动量守恒定律是一个 独立的实验定律 ，它适用于目前为 止物理学研究的 一切 领域。
3. 与牛顿运动定律相比较，动量守恒定律解决问题优越性表 现在哪里？ 动量守恒定律只涉及始末两个状态，与过程中力的 细节无关，往往能使问题大大简化。
课 堂 总 结

小试牛刀
2.(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是 ( ACD )
小试牛刀
3、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( B )A．动量
二、动量守恒定律
1.内容：物体在碰撞时，如果系统所受的合外力为零，则系统的 总动量保持不变
2.表达式（：1）m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 或 p＝p′
(系统作用前的总动量等于作用后的总动量)．
（2）Δp1＝－Δp2 或 m1Δv1＝－m2Δv2
(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向)
核心素养
➢ 知道什么是内力、外力，理解动量守恒的条件， 掌握动量守恒定律的内容
➢ 验证动量守恒定律 ➢ 体会将不易测量的物理量转换为易测量的物理量
的实验设计思想
温故知新
动量定理：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量
V0 F m
光滑
V1 F
t 表达式：F·t= mv1– mv0=Δp
由动量定理知，若物体所受合力为零，则其动量不发生改变
对于物体2，根据动量定理：F2t m2v2' m2v2
根据牛顿第三定律： F1 F2
得到： m1v1' m2v2' m1v1 m2v2 0
整理得：m1v1' m2v2' m1v1 m2v2
结论：物体在碰撞时，如果系统所受的合外力为零， 则系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律
和为物v1体，v22的，质碰量撞分后别，为物m体1，1m和2物，体碰2撞的前速，度物分体别1为和物v1'体，v22' 的。速度分别

动量的计算公式
总结词
动量的计算公式是P=mv，其中m表示物体的质量，v表示物 体的速度。
详细描述
动量的计算公式是P=mv，其中m表示物体的质量，单位是 千克（kg），v表示物体的速度，单位是米/秒（m/s）。这 个公式用于计算物体的动量，即物体运动时的质量和速度的 乘积。
动量单位与符号
总结词
在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒（kg·m/s），符号为P。
动量定理在日常生活和科技领域中有广泛的应用。例如，在车辆安全设计中，可以利用 动量定理来分析碰撞过程中车辆的变形和受力情况，从而优化车辆的结构设计。在航天 工程中，可以利用动量定理来分析火箭发动机喷气速度与推力之间的关系，从而优化火
箭的设计和发射过程。此外，在体育运动、军事等领域中也有广泛的应用。
06 动量与动量守恒的实验验证
详细描述
动量定理的推导过程可以通过牛顿第二定律 （F=ma）和积分运算来完成。首先，根据 牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正 比，然后通过积分运算，可以得到物体动量 的变化量与作用力与时间的乘积成正比，即 动量定理的表述。
动量定理的应用
总结词
动量定理在日常生活和科技领域中有广泛的应用。
详细描述
VS
详细描述
动量守恒定律只在满足一定条件时才成立 。这些条件包括系统不受外力作用或者系 统所受的外力作用之和为零。这是因为动 量守恒定律是在理想状态下推导出来的， 忽略了空气阻力、摩擦力等外部因素的影 响。因此，在实际应用中，只有当系统满 足这些条件时，才能应用动量守恒定律。
动量守恒定律的推导
总结词
总结词
动量定理的表述是物体动量的变化量等于作用力与时间的乘积。
详细描述
动量定理是物理学中的一个基本定理，它描述了物体动量的变化与作用力之间的关系。具体来说，一 个物体动量的变化量等于作用力与作用时间的乘积。这个定理在经典力学和相对论力学中都有应用。

3.同时性: 公式中的v1 、v2是相互作用前同一时刻的速 度，v1′ 、v2′是相互作用后同一时刻的速度。
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4.相对性：动量大小与参考系的选取有关，各物体的速度必须是相对 同一参考系的速度。一般以地面为参考系。如果题目中告诉的速度是 物体间的相对速度，则要把它变换成对地的速度。 5.普适性:不仅适用于宏观世界，也适用于微观世界；不仅能解决低 速运动问题，而且能解决高速运动问题。
）
A.AB、CB系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动

D.小车向右运动
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【典例2】.如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C，质 量分别为mA=mC=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹 簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。 某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在
结论：
m1v′1+ m2v′2= m1v1+ m2v2
p′1+ p′2= p1+ p2 这说明，两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量
N1 N2 外力
F
F′内力
G1G2
系统
系统：有相互作用的物体构成一个系统 内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力 外力：外部其他物体对系统的作用力
二、动量守恒定律
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v
(M m)v Mv
v’
v M m v M
动量守恒的相对性
例5：如图所示，在光滑的水平面上有一 质量为60kg的小车，小车的右端站着质 量为40kg的人一起以2m/s的速度向右运 动，若人水平向右以相对车的速度4m/s 跳离小车，则人离开车后，小车的速度 大小和方向各如何？
例6
一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水
【解析】（1）选取小船和 从大船投过的麻袋为系 统如图5-2-2，并以小船 m1的速度方向为正方向， 依动量守恒定律有：
（m1-m）v1-mv2=0
即450v1-50v2=0……①
(2)选取大船和从小船投过的麻袋为系统， 有：
-（m2-m）v2+mv1=-m2v， 即-950v2+50v1=-1000×8.5……② (3)选取四个物体为系统，有：
mC vC
(mA mC
mB )vA
5.5m / s
练习：两只小船平行逆向航行，航线 邻近，当它们头尾相齐时，由每一只 船上各投质量m=50kg的麻袋到对面一 只船上去，结果载重较小的一只船停 了下来，另一只船以v=8.5m/s的速度 向原方向航行，设两只船及船上的载 重量各为m1=500kg，m2=1000kg，问在 交换麻袋前两只船的速率各为多少？ （水的阻力不计）
A物体时，A、C的速度各为多少？
v0
C
A
B
分析与解
• 设A的速度为vA mvC mAvA (mB mC )v
vA
mC vC
(mB mA
mC
)v
0.5m /
s
• 当C越过A进入B时，AB的速度的速度相
等，而且是v=0.5m/s
mCvC (mA mB )vA mCvC/

03
动量守恒定律的应用
碰撞问题
总结词
碰撞问题中动量守恒定律的应用
VS
详细描述
在碰撞问题中，动量守恒定律是一个重要 的应用。当两个物体发生碰撞时，它们的 总动量在碰撞前后保持不变。通过应用动 量守恒定律，可以解决一系列碰撞问题， 例如确定碰撞后的速度、计算碰撞过程中 的能量损失等。
火箭推进原理
总结词
《动量守恒定律》 PPT课件
目录
• 动量守恒定律的概述 • 动量守恒定律的推导 • 动量守恒定律的应用 • 动量守恒定律的实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ证 • 动量守恒定律的意义与价值
01
动量守恒定律的概述
定义与公式
总结词
动量守恒定律的定义和公式是理解该定律的基础，通过 定义和公式可以明确动量的概念和计算方法。
详细描述
未来科技
随着科技的不断进步和创新，动量 守恒定律将继续发挥其重要的理论 价值，为未来的科技发展提供有力 支持。
THANKS
感谢观看
04 结果四
总结实验结论，并提出改
进意见和建议。
05
动量守恒定律的意义与价值
在物理学中的地位与作用
01 基础性原理
动量守恒定律是物理学中的基础性原理，是理解 和分析力学系统运动规律的重要工具。
02 理论基石
为其他物理理论如牛顿第三定律、动能定理等提 供了理论支持，是整个经典力学体系的基石之一 。
动量守恒定律的定义为系统内动量的总和在不受外力作 用或合外力为零的情况下保持不变。公式表示为： m₁v₁+m₂v₂=m₃v₃+m₄v₄，其中m和v分别代表质量和 速度，下标表示不同的参考系。
动量的矢量性
总结词
动量具有矢量性，方向与速度方向相同，通过了解动量的矢量性可以更好地理解动量守恒定律 的应用。

如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量 为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0， 方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态可能是( D ) A． A和B都向左运动 B． A和B都向右运动 C． A静止，B向右运动 D． A向左运动，B向右运动
两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上， 两车静止，如图所示．当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A 车并与A车保持相对静止，则A车的速率(B )
A． 等于零B． 小于B车的速率 C． 大于B车的速率D． 等于B车的速率
如图所示，U型刚性容器质量M＝2 kg，静止在光滑水平地面上，将一质量 m＝0.5 kg、初速度v0＝5 m/s且方向水平向右的钢块(可视为质点)放在容 器中间，让二者发生相对滑动．已知钢块与容器底部接触面粗糙，动摩擦 因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，容器内壁间距L＝1 m，钢块与容器 壁多次弹性碰撞后恰好回到容器正中间，并与容器相对静止，求： (1)整个过程中系统损失的机械能； (2)整个过程中钢块与容器碰撞次数．
注意事项1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正 碰”．2．方案提醒：(1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时， 注意利用水平仪确保导轨水平．(2)若利用摆球进行实验，两小球静止时 球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条 摆线应在同一竖直平面内．(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一 端下垫一小木片用以平衡摩擦力．
(2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系
为
E
＝
k
p2 2m
或
p＝ 2mEk
质量和速度大小相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？

小结：动量守恒
动量守恒定律是自然界最重要的 最普遍的规律之一，它不仅适用于宏 观系统，也适用于微观系统；不仅适 用于低速运动，也适用于高速运动。 还适用于由任意多个物体组成的系统， 以及各种性质的力之间。这一定律已 成为人们认识自然、改造自然的重要 工具。
布置作业：
后，两球速度变为v1’和v2’，仍在原来直 线上运动。试分析碰撞中，两球动量变
化有什么关系？
v1
m1
v2
m2
隔离法：
1、对两个球碰撞的时候受力分析：
2、如果碰撞时间为t，那么 v1 m1 v2 m2
一球和二球的动量变化是多
少呢？(以向左为正方向)
F1
对一球：m1v1' m1v1 F1t
对二球：m2v2' m2v2 F2t
牛顿摆
X射线的散射是单个电子和单个光子发生弹性碰撞的 结果
从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现 动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察 到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就 会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜 利告终。如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按 动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室 照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反 常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子 既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到 1956年人们才首次证明了中微子的存在。
车，发射炮弹)
应用动量守恒定律解题的步骤
一般步骤 （1）分析题意，明确研究对象。 （2）受力分析，判断是否动量守恒。 （3）规定正方向，确定始、末状态；
（4）列方程求解。
例一：
光滑水平面上，质量为m的小球A以速 率v运动时，和静止的小球B发生碰撞， 碰后A球的速率变为v/2，已知B球的 质量为3m。求B球的速度。

和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。
惠更斯：明确提出动量的守恒性
和方向性。
牛顿：把笛卡儿的定义做了修改，明确的用
物体的质量和速度的乘积叫做动量，更清楚 的表示动量的守恒性和方向性。
动量 1. 定义：在 用字物母理学p 中表，示把。物体的质量 m 和速度 v的乘积叫做物体的动量 ，
2.定义式： p = mv
结论：碰撞后A球停止运动而静止，B球开始
运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。A 的速度传递给了B。
猜想：碰撞前后，两球速度之和是不变的？
A B
寻求碰撞中的不变量
将上面实验中的A球换成大小相同的C球，
使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某
B
A B
C
一高度后放开，撞击静止的B球。
实验结论：B摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度，碰撞后B球
壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动 量变化了多少？
解：以向右为正方向。
初态动量 p=mv=0.6kg·m/s
末态动量 p′=mv′= -0.6kg·m/s
动量的变化量△p=p′－p= -1.2kg·m/s
∆p的方向水平向左，大小为1.2 kg·m/s
动量的变化量
思考：不在同一直线上的动量变化如何求解
•
使用天平测量出两小
车的质量，并利用光电
门传感器测量出两小车
的碰撞前、后的速度.
寻求碰撞中的不变量
表 两辆小车的质量和碰撞前后的速度
简单的次碰数撞：在光滑m1的/kg平面上，m两2/k个g 物体一v维/(m对·s心-1) 碰撞。v′/(m·s-1)
1
0.519
0.519
0.628