第1章 第2节 动量守恒定律及其应用（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册【金版新学案】同步导学（鲁科版2019）

第2节　动量守恒定律及其应用 【核心素养目标】 物理观念 动量守恒定律、系统、内力和外力。动量守恒定律在反冲运动中的应用，知道火箭的飞行原理。 科学思维 知道动量守恒定律的内容及表达式，理解动量守恒的条件。明确反冲运动问题的处理方法。 科学探究 探究碰撞时，碰撞前与碰撞后动量的大小关系。探究火箭的工作原理。 科学态度与责任 动量守恒定律在生产实际和生活中的应用。了解反冲运动在航天航空中的应用，增强民族自豪感。 一、动量守恒定律 1．系统、内力和外力 (1)系统：由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。 (2)内力：系统内物体间的相互作用力，称为内力。 (3)外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，称为外力。 2．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0时，这个系统的总动量保持不变。这称为动量守恒定律。 (2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2 ′。 3．适用条件：系统不受外力或者所受合外力为零。 4．普适性 动量守恒定律适用范围非常广泛，高速(接近光速)、低速、微观(分子、原子的尺度)、宏观领域均适用。 二、反冲运动与火箭 1．反冲运动 (1)定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向相反方向运动的现象。 (2)反冲运动的应用及防止 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。 2．火箭 (1)工作原理：利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大速度。 (2)影响火箭获得速度大小的因素： ①喷气速度；②质量比。 1．判断正误 (1)一个系统初、末状态动量大小相等，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)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。(　　) (4)反冲运动可以用动量守恒定律来解释。(　　) (5)一切反冲运动都是有益的。(　　) (6)火箭发射时，速度越来越大，整个系统的总动量是增加的。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)× 2．链接实景 如图所示，甲乙两人原来面对面静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去。请思考：(1)甲推乙的过程中，两人的动量守恒吗？ (2)甲推乙后，两人的速度有什么关系？ 提示：　(1)由于冰面光滑，两人组成的系统动量守恒。 (2)甲推乙后，因为总动量为零，即0＝m甲v甲＋m乙v乙，所以两人速度的大小与质量成反比，方向相反。 知识点一　对动量守恒的理解 情境1：如图甲所示，在光滑水平面上发生正碰的两物体。(v＞v′) 情境2：如图乙所示，小车A、B静止在光滑水平面上。 情境3：如图丙所示，速度为v0的物体滑上光滑水平面上的小车。 (1)图甲中，两物体受哪些力作用？系统动量守恒吗？ (2)图乙中，烧断细线后，两小车受弹簧弹力的作用，系统动量守恒吗？ (3)图丙中，物体与小车组成的系统动量守恒吗？ 提示：　(1)两物体发生正碰时，它们之间的相互作用力是内力。物体还受到重力和桌面对它们的支持力，是外力。由于外力的合力为零，故系统动量守恒。 (2)烧断细线后，弹簧弹力是内力，系统所受外力的合力为零，系统动量守恒。 (3)物体和小车组成的系统，水平方向上合力为零，动量守恒；竖直方向上合力不为零，动量不守恒。 动量守恒的条件的理解 (1)理想守恒条件： ①系统不受外力作用时，系统动量守恒。 ②系统所受外力的矢量和为零时，系统动量守恒。 (2)近似守恒条件：系统所受外力的矢量和不为零，但系统的内力远大于外力时，系统的动量可看成近似守恒。如碰撞、爆炸等现象。 (3)分方向守恒条件：系统所受外力的矢量和不为零，则系统的总动量不守恒，但若系统在某一方向上的合力为零，则在该方向上系统的动量守恒。 (多选)(2021·唐山期末)下列各图所对应的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 AC　[图甲中，子弹射入木块的过程中，系统水平方向受到的合力为零，则系统动量守恒；图乙中，剪断细线，压缩的弹簧恢复原长的过程中，水平方向要受到竖直墙壁对M的作用，即水平方向受到的合力不为零，系统动量不守恒；图丙中，两球匀速下降，则受到的重力和浮力的合力为零；剪断细线后，系统受到的重力和浮力不变，则系统受到的合力仍为零，系统动量守恒；图丁中，物块沿放在光滑地面上的光滑斜面下滑的过程中，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，但是系统在水平方向的动量守恒；故选AC。] 判断动量守恒的两大技巧 (1)动量守恒定律的研究对象是相互