1.2.2 动量 动量守恒定律-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（粤教版选修3-5）

第二节　动量　动量守恒定律(二) [学习目标] 1.理解系统、内力、外力的概念.2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解守恒的条件.3.了解动量守恒定律的普遍意义，会初步利用动量守恒定律解决实际问题. 一、动量守恒定律 [导学探究] 1.如图1所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故.如果将甲、乙两辆汽车看做一个系统，丙车对乙车的作用力是内力，还是外力？如果将三车看成一个系统，丙对乙的力是内力还是外力？ 图1 答案　内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力.一个力是内力还是外力关键是看选择的系统.如果将甲和乙看成一个系统，丙车对乙车的力是外力，如果将三车看成一个系统，丙对乙的力是内力. 2.如图2所示，水平桌面上的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向做匀速运动，速度分别是v1和v2，v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系. 图2 答案　设碰撞过程中两球间的作用力分别为F1、F2，相互作用时间为t 根据动量定理： F1t＝m1(v1′－v1)，F2t＝m2(v2′－v2). 因为F1与F2是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律知，F1＝－F2， 则有：m1v1′－m1v1＝m2v2－m2v2′ 即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′[来源:Z。xx。k.Com] 此式表明两球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，这就是动量守恒定律的表达式. [知识梳理] 1.系统、内力与外力 (1)系统：相互作用的两个或多个物体组成一个力学系统. (2)内力：系统内部物体间的相互作用力. (3)外力：系统外部物体对系统内物体的作用力. 2.动量守恒定律 (1)内容：物体在碰撞时，如果系统所受到的合外力为零，则系统的总动量保持不变. (2)表达式： m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(作用前后动量相等). (3)适用条件：系统所受到的合外力为零. [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒.(　×　) (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒.(　√　) (3)只要系统所受到的合力为零，动量就守恒.(　√　) (4)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.(　√　) 二、对动量守恒定律的认识 [导学探究]　如图3所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s. (1)A、B二人相互作用时动量守恒吗？ (2)如果守恒，应以什么为参考系？ (3)轻推后B的速度大小是多少？方向如何？ 图3 答案　(1)守恒　(2)以空间站为参考系　(3)0.02 m/s　远离空间站方向 解析　规定远离空间站的方向为正方向，则v0＝0.1 m/s，vA＝0.2 m/s[来源:Z_xx_k.Com][来源:Zxxk.Com] 根据动量守恒定律(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB 代入数据可解得vB＝0.02 m/s，方向为远离空间站方向.[来源:Z+xx+k.Com] [知识梳理]　对动量守恒定律的理解[来源:学科网] 1.对系统“总动量保持不变”的理解 (1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等. (2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化. 2.动量守恒定律的“四性” (1)矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式. (2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于地面的速度. (3)同时性：动量守恒定律中，p1、p2……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量. (4)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统. [即学即用]　如图4所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙木块上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后(　　) 图4 A.甲木块的动量守恒 B.乙木块的动量守恒 C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 D.甲、乙两木块所组成系统的机械能守恒 答案　C [来源:学科网ZXXK] 一、动量守恒条件的理解 1.系统不受外力作用：这是一种理想化的情形. 2.系统受外力作用，但所受合外力为零. 3.系统受外