动量守恒定律一、课前回顾1动量:P=mv特点:矢量性、瞬时性、相对性2冲量:I=Ft计算:①F随时间均匀的变化。②F-t图像与坐标轴围成的面积。③分段计算3动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。Ft=mv’-mv4、在第一节《实验:探究碰撞中的不变量》中,两个物体碰撞前后哪个物理量是不变的?动量m1v1’+m2v2’=m1v1+m2v2情景联想1、你站在车里推车,车会不会动?2、假如你置身于一望无际的冰面上,冰面绝对光滑,你能想出脱身的办法吗?情景联想(1)A、B两个小球在碰撞过程中各自所受的作用力F1与F2有什么关系?(2)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?对m1用动量定理:F1t=m1v’1-m1v1-----(1)设m1、m2分别以v1、v2相碰,碰后速度分别v1′v2′碰撞时间t对m2用动量定理:F2t=m2v2’-m2v2------(2)由牛顿第三定律:F1=-F2-------------------(3)M1v1’-m1v1=-(m2v2’-m2v2)m1v1’+m2v2’=m1v1+m2v2这和实验的结果是一致的质量分别为m1、m2的A、B两个物体叠放在水平面上,所有接触面均粗糙,两物体具有水平速度且分别为V1、V2(设V1V2).在水平拉力F的作用下,经时间t,两者速度分别为V1’、V2’。模型二:1、分析A、B两物体的受力及冲量。2、将上面两方程相加,得f1ff11、将两式相加的意义?思考讨论将相互作用的两个单体扩展为一系统。2、一对相互作用力(一对f1)在动量的改变上有啥意义?只能在系统内的物体之间传递动量,不能改变系统的总动量。3、除系统内的相互作用的其他力(F和f)在动量改变上的意义?其他力可以改变系统的总动量,且外力的冲量和等于系统动量的增量。4、总结系统动量守恒的条件:(1)F=f=0可以理解为系统不受外力(理想条件)(2)F—f=0系统受外力,但外力和为零(实际条件)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一、系统内力和外力f1ff1二、动量守恒定律:1、内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果这个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,则这个系统的总动量保持不变。2、动量守恒定律的表达式量相等表示初末状态系统总动vmvmvmv(1)m22112211’’的增量等大反向表示系统内两物体动量ΔP(3)ΔP21统动量增量为零表示相互作用过程中系0ΔP(2)ΔP21合理外延,分析条件例1、质量为m的炮弹以大小为V0,仰角为Ɵ的初速度抛入一装有砂子的总质量为M的砂车中,砂车与地面无摩擦,炮弹与砂车的共同速度多大?新的思考结论1:某方向上如果不受外力或外力和为零,该方向上动量守恒。结论2:系统所受外力合力不为零,但系统内力远大于外力,外力相对来说可以忽略不计,因而系统动量近似守恒;(近似条件)总结:系统动量守恒的条件课堂练习一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是()A向后踢腿B手臂向后摔C在冰面上滚动D脱下外衣水平抛出D【问题1】如图,木块和弹簧相连放在光滑的水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内,入射时间极短,之后木块将弹簧压缩,关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是A.从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中,系统动量守恒B.子弹射入木块的过程中,系统动量守恒C.木块压缩弹簧的过程中,系统动量守恒D.上述任何一个过程动量均不守恒【问题2】在光滑水平面上的A、B两小车中间有一轻弹簧,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在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg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。v1m2m1例题3①本题中相互作用的系统是什么?②分析系统受到哪几个外力的作用?是否符合动量守恒的条件?③本题中研究的是哪一个过程?该过程的初状态和末状态分别是什么?三、应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法⑴分析题意,确定研究对象;⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况,分清内力与外力,确定系统动量是否守恒;⑶在确认动量守恒的前提下,确定所研究的相互作用过程的始末状态,规定正方向,确定始、末状态的动量值的表达式;⑷列动量守恒方程;⑸求解,如果求得的是矢量,要注意它的正负,以确定它的方向.(1)系统性:应用动量守恒定律的注意点:(2)矢量性:(3)瞬(同)时性:动量是一个瞬时量,动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。(4)相对性:特别注意:若速度为相对某物的速度,是指相对于作用以后某物的运动速度。动量守恒定律内容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。公式P1+P2=P´1+P´2应用对象物体系统动量守恒条件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力。特点动量是矢量,式中动量的确定一般取地球为参照物。小结