人教版高中物理选修3-5:16.3-动量守恒定律-(共16张PPT)课件.ppt
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1、16.3 动量守恒定律动量守恒定律一、系统、内力和外力一、系统、内力和外力 请阅读教材请阅读教材P12的的系统、内力和外力系统、内力和外力,回答什么是系统?,回答什么是系统?什么是内力和外力?并以碰撞为例(如下图所示,水平什么是内力和外力?并以碰撞为例(如下图所示,水平面光滑)分析碰撞时系统内各物体的受力情况,哪些力面光滑)分析碰撞时系统内各物体的受力情况,哪些力是内力,哪些是外力?是内力,哪些是外力?1.系统:系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系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。统,系统可按解决问题的需要灵活选取。2.内力:内力:系统内各个
2、物体间相互用力称为内力。系统内各个物体间相互用力称为内力。3.外力:外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上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。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。了系统后,才能确定内力和外力。如图所示,在水平面上做匀速运动的两个小球,如图所示,在水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别为质量分别为m1和和m2,沿同一直线向相同的方向运动,沿同一直线向相同的方向运动,速度分别为速度分别为v1和和v2,v2v1。当第二个小球追上第一个。当第二个小球追上第一个小球
3、时两球碰撞。碰撞后的速度分别为小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别为v1和和v2。碰撞。碰撞过程第一个小球所受第二个球对它的作用力是过程第一个小球所受第二个球对它的作用力是F1,第,第二个球所受第一个球对它的作用力是二个球所受第一个球对它的作用力是F2,试用牛顿定试用牛顿定律证明碰撞过程中系统动量守恒。律证明碰撞过程中系统动量守恒。二、动量守恒定律二、动量守恒定律2211amam2211amam22112211vmvmvmvm1.推导过程:推导过程:根据牛顿第二定律,碰撞过程中根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是两球的加速度分别是根据牛顿第三定律,根据牛顿第三定律,F1、F2等大反
4、向,即等大反向,即F1= - F2所以所以碰撞时两球间的作用时间极短,用碰撞时两球间的作用时间极短,用t表示,则有表示,则有, 代入代入并整理得并整理得这就是动量守恒定律的表达式。这就是动量守恒定律的表达式。111mFa222mFatvva111tvva222, 常见的形式,对由A、B两物体组成的系统有: BBAABBAAvmvmvmvm2.内容:内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外力作用不受外力作用,或它们受到的,或它们受到的外力之和为零外力之和为零,则,则系统的总动量保持不变。这个结论叫做系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒动量守恒定律。定
5、律。二、动量守恒定律二、动量守恒定律3.数学表达式:数学表达式: pp21pp或或4.动量守恒定律的适用条件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,可以使用动量统的总动量,在下列三种情况下,可以使用动量守恒定律:守恒定律:(1)系统不受外力或所受外力的矢量和为零,)系统不受外力或所受外力的矢量和为零,如如碰撞。碰撞。(2)系统所受外力远小于内力,)系统所受外力远小于内力,如炸弹爆炸瞬间,如炸弹爆炸瞬间,弹片所受火药的内力远大于它们的重力,重力完弹片所受火药的内力远大于它们的重力,重力完全可以忽略不计。全可
6、以忽略不计。(3)系统所受合外力不为零,但在某一方向上合)系统所受合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。外力为零,则系统在该方向上动量守恒。如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块,从子弹开始射击木块时簧相连的木块,从子弹开始射击木块时到弹簧压缩到最短的总个过程中,子弹到弹簧压缩到最短的总个过程中,子弹与木块作为一个系统动量是否守恒?说与木块作为一个系统动量是否守恒?说明理由。明理由。5.动量守恒定律的理解动量守恒定律的理解(1)矢量性:动量守恒方程是一个矢量方程。)矢量性:动量守恒方程是一个矢量方程。对于作用对于作用前后物体
7、的运动方向都在同一直线上的问题,解题时选前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,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取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算。若方向未知,可设为与正方向相同列动量守恒方运算。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。程,通过解得结果的正负,判断未知量的方向。(2)瞬时性:动量是个状态量,)瞬时性:动量是个状态量,动量守恒是指系统作用动量守恒是指系统作用前后两个时刻的动量恒定,列方程时要注意等式两边分前后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
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