【物理】動量守恒定律及其應用課件-2023-2024學年高二上學期物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊

第二節(jié)

動量守恒定律及其應用推導

設想光滑水平面上，質(zhì)量為m1,m2兩個小球，沿同一方向分別以v1,v2速度作勻速直線運動，且v1<v2，經(jīng)過一段時間后，第二個球追上第一個球發(fā)生碰撞，碰撞后，兩球速度變?yōu)関1'、v2'，仍在原來直線上運動。試分析碰撞中，兩球動量變化有什么關系？v1v2m2m1隔離法：對兩個球碰撞的時候受力分析：m2m2gN2F2m1F1N1m1g如果碰撞時間為t，那么一球和二球的動量變化是多少呢？(以向左為正方向)對一球：v1v2m2m1對二球：由牛三定律,F1和F2大小相等由上面三個式子可以得到：A式B式可以看到兩球碰撞，它們動量變化大小相等碰撞時，兩球組成的系統(tǒng)的總動量不發(fā)生變化。動量守恒定律數(shù)學表達式：

作用前系統(tǒng)的總動量等于作用后系統(tǒng)的總動量思考：上面這個是動量守恒的數(shù)學表達式，但系統(tǒng)的動量守恒需要什么條件嗎？系統(tǒng)、內(nèi)力和外力（1）系統(tǒng)：（2）內(nèi)力：（3）外力：相互作用的物體組成系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)物體相互間的作用力系統(tǒng)之外的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力甲乙甲乙動量守恒定律內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。注意:1.理想守恒：不受外力或者所受外力之和為零2.近似守恒：系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力遠大于它所受到的外力。（如碰撞、爆炸）3.某一方向守恒：有時候系統(tǒng)不守恒，但在某個方向上所受的合外力為零1.把一支槍水平固定在小車上,小車放在光滑的水平面上,槍發(fā)射出子彈時,關于槍、子彈、車的下列說法中正確的是(

)A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒B.槍和車組成動量守恒C.只有忽略不計子彈和槍筒之間的摩擦,槍、車、子彈組成系統(tǒng)的動量才近似守恒D.槍、子彈、車組成的系統(tǒng)動量守恒D運用動量守恒定律的解題步驟（１）明確研究過程、研究對象（系統(tǒng)）（２）對研究對象（系統(tǒng)）受力分析，判斷是否符合守恒條件（３）規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動態(tài)的正、負（４）根據(jù)動量守恒定律列式求解2.在列車編組站里,一輛

的貨車在平直軌道上以v1=1.8m/s速度運動,碰上一輛

的靜止的貨車碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運動.求貨車碰撞后運動的速度.解：取兩輛貨車在碰撞前運動貨車的運動方向為正方向,則v1=1.8m/s，設兩車接合后的速度為v,則兩車碰撞前的總動量為p=m1v1，碰撞后的總動量為p′=(m1+m2)v，由動量守恒定律p′=p可得：（m1+m2）v=m1v1

得：v=0.72m/s反沖定義：根據(jù)動量守恒定律，一個靜止的物體在內(nèi)力作用下分裂為兩部分，一部分向某一個方向運動，另一部分必向相反方向運動的現(xiàn)象．特點:(1)反沖運動中，相互作用力大，時間短，通?？梢杂脛恿渴睾愣商幚恚?2)反沖運動中，由于往往有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，所以系統(tǒng)總動能可以增加防止：如大炮射擊時炮身的反沖，射擊時槍身的反沖．應用：反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭的發(fā)射等．反沖運動現(xiàn)象的防止和應用

火箭的工作原理是反沖運動，其反沖過程動量守恒．它是靠向后噴出的氣流的反沖作用而獲得向前速度的．當火箭推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得大小相等、方向相反的動量．當推進劑燃盡時，火箭即以獲得的速度沿著預定的空間軌道飛行．當然，隨著燃料的消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，研究時應該取火箭本身和相互作用的時間內(nèi)噴出的氣體為研究對象．反沖運動的應用——火箭

在平靜的湖面上停泊著一條長為L、質(zhì)量為M的船，如果有一質(zhì)量為m的人從船的一端走到另一端，不計水對船的阻力，求船和人相對水面的位移各為多少？反沖運動的應用——“人船模型”

在平靜的湖面上停泊著一條長為L、質(zhì)量為M的船，如果有一質(zhì)量為m的人從船的一端走到另一端，不計水對船的阻力，求船和人相對水面的位移各為多少？解：設人從船的一端走到另一端所用時間為t，人、船的平均速度分別為v人、v船，由人、船整個系統(tǒng)在水平方向上滿足動量守恒，則：“人船模型”問題的特征

兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒．在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比．這樣的問題歸為“人船模型”問題．反沖運動的應用——“人船模型”

“人船模型”特征的規(guī)律(2)，，

s人、s船

的大小與人運動的時間和運動狀態(tài)無關；(3)

，在系統(tǒng)滿足動量守恒的方向上，人、船的位移與質(zhì)量成反比．(1)“人”走“船”走，“人”停“船”停；1.如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短．現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為