1、第十六章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律 人教版选修3-5动量守恒定律引入思路：前节我们在科学探究的基础上提出了动量的概念并得到了碰撞中的不变量，本节我们再从物理学中守恒的角度来加以认识。一、几个基本概念系统:存在相互作用的几个物体组成的整体内力:系统内各个物体间的相互作用力外力:系统外的其他物体作用在系统内任何一个物体上的力为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念课本实验二、动量守恒定律v1v2证明：碰撞前的动量P1=m1v1P2=m2v2P=m1v1+m2v2碰撞后的动量V1V2P2=m2v2P=m1v1+m2v2P1=m1v1碰撞时受力分析G1N1F21G2N2F12m1和m2各
2、自受到重力（G），支持力（N）和相互作用力。F21：2号球对1号球的作用力，F12:1号球对2号球的作用力。其中重力和支持力之和为零，这样只剩下F21和F12了，且这两个力的作用时间相等。证明过程对1号球用动量定理:F21t1=m1v1-m1v1=P1-P1对2号球用动量定理：F12t2=m2v2-m2v2=P2-P2根据牛顿第三定律：F12=-F21；且t1=t2F12t2=-F21t1m1v1-m1v1=-(m2v2-m2v2)P1-P1=-(P2-P2)即m1v1+m2v2=m1v1+m2v2P1+P2=P1+P2P=P动量守恒定律的内容表述：一个系统不受外力或者所受外力为零，这个系统的
3、总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律。数学表达式：P=P 或BBAABBAAvmvmvmvm+=+三、动量守恒定律的普适性 对动量守恒定律的理解：（1）明确系统、内力和外力，判断是否满足守恒条件。对守恒条件的理解。（2）区分“外力的矢量和”：把作用在系统上的所有外力平移到某点后算出的矢量和。而“合外力”：作用在某个物体(质点)上的外力的矢量和。（3）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（4）明确“不变量”绝不是“守恒量”。确切理解“守恒量”是学习物理的关键。动量守恒定律指的是系统任一瞬时的动量矢量和恒定。（5）应用动量守恒定律时，各物体的速度必须是相对同一
4、惯性系的速度。一般以地球为参考系。（6）在总动量一定的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化。实验与思考：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？能量是否守恒？说明理由。例题：课本例1例2例：如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5kg，mB=0.3kg、mC=0.2kg，A和B紧靠着放在光滑的水平面上，C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面，由于摩擦最终与B木块的共同速度为8m/s，求C刚脱离A时，A的速度和C的速度。CABv0分析过程分析：C在A的上表面滑行时，A
5、和B的速度相同，C在B的上表面滑行时，A和B脱离。A做匀速运动，对A、B、C三物体组成的系统，总动量守恒。对C滑上A至C与B以共同速度运动这一整个过程有：mCv0=mAvA+(mB+mC)v对C在A表面滑动的过程有：mCv0=(mA+mB)vA+mCvC代入数据得：vA=2m/s，vC=17m/sCABvCvA例：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，而物块B还受到重力作用，物体A也受到重力和水平面的支持
6、力作用，这些力是A、B系统以外的物体的作用，是外力。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。例题教学回顾：（1）明确系统、内力和外力，判断是否满足守恒条件。（2）明确研究过程，分析碰撞过程的初末状态。画出初末态的情景图（3）分析初、末状态的总动量，最后列方程。（4）解题过程的表述力求清楚、规范。可以引导学生从例题总结出解决这类问题的分析思路，以便学生更好地掌握和运用动量守恒定律分析和解决问题。动量守恒定律解题的一般步骤：(1)明确题意，明确研究对象及物理过程；(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。