16.3 动量守恒定律-2019-2020学年人教版物理选修3-5知识点突破

16.3 动量守恒定律 学习目标 1．能正确区分内力与外力； 2．理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件； 3．会用动量守恒定律解决问题。 重点：1．动量守恒定律的推导过程。 2．动量守恒定律的应用。 难点：1．内力和外力的概念。 2．动量守恒定律的理解和应用。 知识点一、系统 内力和外力 1．系统：相互作用的物体组成系统。 2．内力：系统内物体相互间的作用力。 3．外力：外物对系统内物体的作用力。 【特别提醒】内力和外力与系统的划分有关。例如甲、乙、丙三物体均有相互作用，如果以三个物体为系统，则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力；如果以甲、乙两个物体为系统，则甲、乙间的相互作用为内力，丙对甲、乙的作用为外力。 【题1】如图所示，光滑水平面上有一质量为m1的小车A，其上面有一个质量为m2的物体B正在沿粗糙曲面下滑。以A和B两个物体为系统。下列说法正确的是 A．A受到的重力是内力 B．B受到的摩擦力是内力 C．B对A的压力是外力 D．地面对A的支持力是内力 知识点二、动量守恒定律 1．内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 2．研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 3．适用条件：系统不受外力或者所受外力的和为零。 4．表达式 （1）p＝p′，p′1+ p′2=p1+p2，表示系统的总动量保持不变；在一维情况下，对由A、B两物体组成的系统有：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2。 （2）Δp1＝－Δp2，表示一个物体的动量变化与另一个物体的动量变化大小相等、方向相反； （3）Δp＝0，表示系统的总动量增量为零，即系统的总动量保持不变。 5．动量守恒定律的“五性” （1）条件性：动量守恒定律是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。 ①系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 ②系统虽然受到了外力的作用，但所受外力的和——即合外力为零。象光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两物体所受的重力和支持力的合力为零。 ③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，动量近似守恒。 ④系统所受的合外力不为零，即F外≠0，但在某一方向上合外力为零（Fx＝0或Fy＝0），则系统在该方向上动量守恒。 ⑤系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可认为在这一方向上系统的动量守恒。 【题2】把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是 A．枪和弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．三者组成的系统因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒 D．三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 【题3】如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是 A．两手同时放开后，系统总动量始终为零 B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒 C．先放开左手，后放开右手，总动量向左 D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 【题4】如图所示，质量之比mA∶mB＝3∶2的两物体A、B，原来静止在平板小车C上，地面光滑。现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2使A、B同时由静止开始运动，下列正确的说法是 A．仅当A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为μA∶μB＝2∶3时， A、B、C组成系统的动量才守恒 B．无论A、B与平板车上表面间的动摩擦因数是否相同， A、B、C组成系统的动量都守恒 C．因为F1、F2等大反向，故A、B组成的系统的机械能守恒 D．若A、B与小车C上表面间的动摩擦因数相同，则C与B的运动方向相同 （2）矢量性：定律的表达式是一个矢量式。 ①该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等，而且方向也相同。 ②在求系统的总动量p＝p1＋p2＋…时，要按矢量运算法则计算。 （3）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的速度。 （4）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。 （5）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