1-3 动量守恒定律-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

3　动量守恒定律 [目标定位]　1.认识系统、内力、外力，认识和理解动量守恒定律.2.会应用动量守恒定律解决生产、生活中的简单问题.3.了解动量守恒定律的普遍适用性和动量守恒定律适用范围的局限性. 一、系统的动量 1．系统：在物理学中，有时要把相互作用的两个或多个物体作为一个整体来研究，这个整体叫做系统． 2．系统的动量：在一个系统中，把各个物体的动量都相加，相加后的动量称作系统的动量． 二、动量守恒定律 1．系统碰撞前后总动量不变的条件：系统所受的合外力为零． 2．内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，无论这一系统的内部进行了何种形式的碰撞，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律． 3．数学表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. 4．成立条件 (1)系统不受外力作用． (2)系统受外力作用，但合外力为零． 想一想　如图1所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？ 图1 答案　不能．把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止． 三、动量守恒定律的普遍性 牛顿运动定律只适用于宏观、低速运动的物体，而动量守恒定律无论在微观、宏观或高速领域，都是适用的． 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3 一、对动量守恒定律的理解 1．研究对象 相互作用的物体组成的系统． 2．动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力或所受合外力为零． (2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力．此时系统动量近似守恒． (3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒． 3．动量守恒定律的几个性质 (1)矢量性．公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算． (2)相对性．速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度． (3)同时性．相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度． 【例1】　(多选)如图2所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑．当弹簧突然释放后，则 (　　) 图2[来源:学*科*网] A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒 B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒 C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒 D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒[来源:学.科.网] 答案　BCD 解析　如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以FA∶FB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错；对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确． 针对训练　(多选)两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是(　　) 图3 A．互推后两同学总动量增加 B．互推后两同学动量大小相等，方向相反 C．分离时质量大的同学的速度小一些 D．互推过程中机械能守恒 答案　BC 解析　对两同学所组成的系统，互推过程中，合外力为零，总动量守恒，故A错；两同学动量的变化量大小相等，方向相反，故B、C正确；互推过程中机械能增大，故D错误． 二、动量守恒定律简单的应用 1．动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义 (1)p＝p′：系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′. (2)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反． (3)Δp＝0：系统总动量增量为零． (4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和． 2．应用动量守恒定律的解题步骤 (1)确定相互作用的系统为研究对象； (2)分析研究对象所受的外力； (3)判断系统是否符合动量守恒条件； (4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、