第1章 2 动量守恒定律及其应用-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版选择性必修 第一册 新课标辅导

2　动量守恒定律及其应用 　　　[学业要求与核心素养] 1．了解系统、内力和外力的概念。 2．理解动量守恒定律的确切含义、表达式和守恒条件。 3．能用牛顿运动定律推导动量守恒定律的表达式，了解动量守恒定律的普遍意义。 4．了解反冲运动及反冲运动的典型事例。 一、动量守恒定律 1．内容：一个系统不受外力，或者所受合外力为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。 2．系统　内力和外力 (1)系统：相互作用的两个(或多个)物体组成一个整体。 (2)内力：系统内物体间的相互作用力。 (3)外力：系统外的物体对系统内的物体的作用力。 3．用动量定理推导动量守恒定律 质量为m2的B物体以速度v2追上质量为m1、速度为v1的物体A，碰撞后A、B的速度分别为v1′和v2′。 (1)物体A动量的变化等于它所受作用力F1的冲量，即F1Δt＝m1v1′－m1v1。 (2)物体B动量的变化等于它所受作用力F2的冲量，即F2Δt＝m2v2′－m2v2。 (3)由于F1＝－F2，所以m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2)，即m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2。 4．动量守恒定律 (1)表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 (2)成立条件 ①系统不受外力。 ②系统所受合外力为零。 ③若系统所受合外力不为0，但在某一方向上受到的合外力为0，则在该方向上系统的总动量仍然守恒。 二、反冲运动与火箭 1．定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。 2．典型的反冲运动：火箭。 3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。 (2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减小反冲的影响。 1．判断下列说法的正误。 (1)一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。(×) (2)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。(√) (3)只有重力做功或弹力做功的系统内动量守恒。(×) (4)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果。(×) (5)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行。(√) 2．如图1-2-1所示，质量为m的小球A静止在光滑水平面上，质量为2m的小球B以速度v0与A碰撞后粘在一起，则粘在一起后A、B的共同速度v＝________。 图1-2-1 答案　v0 知识点一　对动量守恒定律的理解 [问题探究] 如图1-2-2所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将甲、乙两辆汽车看作一个系统，丙车对乙车的作用力是________(选填“内”或“外”)力；如果将三车看成一个系统，丙对乙的力是________(选填“内”或“外”)力。 图1-2-2 解析　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，丙车对乙车的力是内力。 答案　外　内 [归纳升华] 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。 (3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。 2．动量守恒定律的“五性” 五性 具体内容 系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 相对性 应用时，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，通常均为对地的速度 瞬时性 公式中，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，不同时刻的动量不能相加 矢量性 对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反的为负值 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统 　(多选)如图1-2-3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 图1-2-3 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 [解析]　当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量