第03讲 动量守恒定律-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

第03讲 动量守恒定律 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 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， 4．了解动量守恒定律的普遍意义． 1．理解动量守恒定律的确切含义和表达式， 2．知道定律的适用条件和适用范围掌握运用动量守恒定律的一般步骤 3．灵活运用动量守恒定律的不同表达式 4．会用动量守恒定律解释生活中的实际问题． 5．培养学生的逻辑推理能力，使学生知道物理规律之间的联系，并体会物理规律在生产、生活中更为广泛的意义． ( 知识精讲 ) 知识点01 动量守恒定律 1．系统、内力和外力 (1)系统：碰撞问题的研究对象不是一个物体，而是两个或两个以上的物体．我们说这两个物体组成了一个力学系统． (2)内力：系统内物体之间的相互作用力． (3)外力：除系统内物体之间的相互作用力之外的其他力叫作外力． 2．动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变． (2)表达式：p＝p′.对两个物体组成的系统，可写为：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. 【即学即练1】如图所示，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，求此时B的速度大小和方向． 知识点02 动量守恒定律成立的条件 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。像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。 【即学即练2】(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) 【即学即练3】(多选)如图所示，A、B两物体的质量mA>mB，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态．若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B沿相反方向滑动过程中(　　) A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒 B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒 C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒 D．以上说法均不对 知识点03 动量守恒定律性质 1．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。 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。 【即学即练4】(2020-2021学年长治二中高二(下)期末)如图所示，质量为m的小车静止在光滑的水平地面上，车上有半圆形光滑轨道，现将质量也为m的小球在轨道左侧边缘由静止释放，下列说法错误的是(　　) A．在下滑过程中，小球的机械能不守恒 B．小球可以到达右侧轨道的最高点 C．小球在右侧轨道上运动时，小车也向右运动 D．小球在轨道最低点时，小车与小球的速度大小相等，方向相反 ( 能力拓展 ) 考法01 动量守恒在爆炸问题中的应用 【典例1】如图，一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片，其中一块碎片首先沿竖直方向落至地面，另两块碎片稍后一些同时落至地面．则在礼花弹炸裂后的瞬间，这三块碎片的运动方向可能是(　　) 考法02 某一方向上动量守恒问题 【典例2】光滑水平面上放着一质量为M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为m的小球以v0向槽运