2018届二轮复习动量守恒定律课件（共20张）（全国通用） 20页

动量守恒定律（一） 上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后 mv 的矢量和保持不变，因此 mv 很可能具有特别的物理意义。 一．动量及其变化 1. 动量的定义 ：物体的质量与运动速度的乘积，称为物体的 动量 。 公式： p=mv 单位： kg•m/s 读作“千克米每秒”。 物理意义： 动量是描述物体运动状态的物理量。 理解要点： ① 状态量： 动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 ② 相对性： 这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。 ③ 矢量性： 动量是矢量，它的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。 【 例 1】 关于动量的概念，下列说法正确的是： ( ) A ．动量大的物体惯性一定大 B ．动量大的物体运动一定快 C ．动量相同的物体运动方向一定相同 D ．动量相同的物体速度小的惯性大 [ 解析 ] 物体的动量是由速度和质量两个因素决定的。动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大， A 错；同样，动量大的物体速度也不一定大， B 也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同， C 对；动量相同的物体，速度小的质量大，惯性大， D 也对。 [ 答案 ] CD 练习 1 ： 在任何时刻，物体的动量总是相同的运动可能是： （ ） A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 自由落体运动 D. 平抛运动 A 2 、动量的变化： ⑴ . 定义： 若运动物体在某一过程的始、末动量分别为 p 1 和 p 2 ，则称： △ p= p 2 － p 1 为物体在该过程中的动量 变化量 。 ⑵ . 性质： 动量变化△ p 是矢量，方向与速度变化量△ v 相同。 速度的大小或方向发生变化时，速度就发生变化，物体具有的动量的大小或方向也会发生相应的变化，因此， 物体的速度发生变化时，物体的动量也发生变化 。 设物体的初动量 p 1 =mv 1 . 末动量 p 2 =mv 2 ，则物体的动量变化量为： △ p= p 2 － p 1 =mv 2 － mv 1 【 例 2】 关于动量的变化，下列说法正确的是 : （ ） A. 做直线运动的物体速度增大时，动量的变化△ p 的方向与速度运动方向相同 B. 做直线运动的物体速度减小时，动量的变化△ p 的方向与运动方向相反 C. 物体的速度大小不变时，动量的变化△ p 为零 D. 物体做曲线运动时，动量的变化△ p 一定不为零 ABD 练习 2 ： 一个质量是 0.1kg 的钢球，以 6m/s 的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，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有没有变化？变化了多少？ 二、系统、内力和外力 【 请阅读教材 p7 的 系统、内力和外力 ，回答什么是系统？什么是内力和外力？并以上节课的碰撞为例分析哪些力是内力，哪些时外力？ 】 1 ．系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取。 2 ．内力：系统内各个物体间相互用力称为内力。 3 ．外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力称为外力。 内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。 三、动量守恒定律 常见的形式，对由 A 、 B 两物体组成的系统有： 　　 定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算． 1 ．表述： 相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力作用，或它们受到的外力之和为零，则系统的总动量保持不变 . 这个结论叫做 动量守恒定律． 2 ．数学表达式： 3. 注意点： ⑴矢量性：动量守恒方程是一个矢量方程。 对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题， 应选取统一的正方向 ，凡是与正方向相同的动量为正，相反的为负。若方向未知，可设为与正方向相同列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判断未知量的方向。 ⑵瞬时性：动量是个瞬时量， 动量守恒是指系统任意两个时刻的动量恒定，列方程时要注意等式两边分别为作用前某一时刻各个物体动量的矢量和和作用后某一时刻各物体动量的矢量和，不同时刻的动量不能相加。 ⑶同一性：由于动量的大小与参考系的选择有关， 因此应用动量守恒定律时，应注意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。 ⑷应用时需注意区分内力和外力， 内力不改变系统的总动量，外力才能改变系统的总动量。 4. 动量守恒定律的适用条件 内力不改变系统的总动量，外力才能改变系统的总动量，在下列三种情况下，可以使用动量守恒定律： （ 1 ）系统不受外力或所受外力的矢量和为零 . （ 2 ）系统所受外力远小于内力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可以忽略不计 . （ 3 ）系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于内力，则该方向动量守恒（分动量守恒） . 例如：如图所示，斜面体 A 的质量为 M ，把它置于光滑的水平面上，一质量为 m 的滑块 B 从斜面体 A 的顶部由静止滑下，与斜面体分离后以速度 v 在光滑的水平面上运动，在这一现象中，物块 B 沿斜面体 A 下滑时， A 与 B 间的作用力 ( 弹力和可能的摩擦力 ) 都是内力，这些力不予考虑。但物块 B 还受到重力作用，这个力是 A 、 B 系统以外的物体的作用，是外力；物体 A 也受到重力和水平面的支持力作用，这两个力也不平衡 (A 受到重力、水平面支持力和 B 对它的弹力在竖直方向平衡 ) ，故系统的合外力不为零。但系统在水平方向没有受到外力作用，因而在水平方向可应用动量守恒，当滑块在水平地面上向左运动时，斜面体将会向右运动，而且它们运动时的动量大小相等、方向相反，其总动量还是零。 （ 注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别 ） 【 例 3】 在光滑水平面上 A 、 B 两小车中间有一弹簧，如图所 示。用手抓住小车并将弹簧压 缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是 ( ) 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，再放开右手后，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 ACD 练习 3 ：关系系统动量守恒的条件，下列说法正确的是 （ ） A. 只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒 B. 只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒 C. 只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒 D. 系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒 C 练习 4 ：质量为 m 的物体在某一高度处由静止自由下落，与地面相碰后又被弹起来，已知物体的质量为 0.2kg ，开始下落时高度为 5m ，弹起的最大高度为 0.8m ，重力加速度 g 取 10m/s 2 ，取向下为正方向，则下列说法正确的是 （ ） A. 物体与地面相碰时的动量变化为 2.8kg·m/s B. 物体与地面相碰时的动量变化为 ﹣2.8kg·m/s C. 物体与地球组成的系统，在物体与地球相碰过程中总动量守恒 D. 物体与地球组成的系统，在物体下落至弹起的过程中总动量守恒 BCD 【 例 4】 在列车编组站里，一辆质量 m 1 =1.8×10 4 kg 货车在平直轨道上以 v 1 =2m/s 的速度运动，碰上一辆 m 2 =2.2×10 4 kg 的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。 四、动量守恒定律解题的一般步骤： (1) 明确题意，明确研究对象； (2) 受力分析，判断是否守恒； (3) 确定动量守恒系统的作用前总动量和作用后总动量； (4) 选定正方向根据动量守恒定律列出方程； (5) 解方程，得出结论。 练习 5. 质量为 M 的金属球，和质量为 m 的木球用细线系在一起，以速度 v 在水中匀速下沉，某一时刻细线断了，则当木块停止下沉的时刻，铁块下沉的速率为多少？（水足够深，水的阻力不计） v v ’ 系统外力之和总为零，系统动量守恒：（ 取初速度方向为正向 ） 思考与讨论： 如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。 A B 五、课堂小结，本节学习重点的明确： ① 应用动量守恒定律分析问题时研究的对象不是一个物体，而是相互作用的两个或多个物体组成的物体系。应用时注意选系统。 ② 动量守恒定律的表达式实际上是一个矢量式。处理一维问题时，注意规定正方向。 ③动量守恒定律指的是系统任一瞬时的动量矢量和恒定。 ④应用动量守恒定律时，各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度。一般以地球为参考系。