(教用word)第1章 第2节 动量守恒定律及其应用-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

第2节　动量守恒定律及其应用 学业要求＋核心素养 1．理解动量守恒定律的含义和表达式。(物理观念) 2．知道什么是反冲运动，了解它在实际生活中的简单应用。(物理观念) 3．了解火箭的飞行原理和主要用途。(物理观念) 一、动量守恒定律 1．基础梳理 (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。 (2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2。 (3)动量守恒的条件 ①系统不受外力或者所受合外力为0。 ②系统所受合外力不为0时，可以是系统所受的合外力远小于系统内力。 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，系统的总动量守恒。 (4)内力与外力：系统内物体间的相互作用力称为内力，系统以外的物体对系统的作用力称为外力，内力不改变系统的总动量。 (5)适用范围：不仅适用于低速、宏观领域，也适用于高速、微观领域。 2．尝试探究 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、子弹和小车，下列说法正确的是(　　) A．枪和子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子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0 D　解析：由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外，不受其他外力，系统动量守恒，选项D正确；子弹和枪筒之间的力应为系统的内力，对系统的总动量没有影响，故选项C错误；枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，系统动量都不守恒，选项A、B错误。 二、反冲运动与火箭 1．基础梳理 (1)反冲运动 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，另一部分向相反方向运动的现象。 (2)火箭 ①工作原理：火箭的飞行应用了反冲的原理，靠向后喷出气流的反冲作用来获得巨大速度。 ②影响火箭获得速度大小的因素有哪些？ 提示：a．喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000～4 000 m/s。 b．质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。 喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 2．尝试探究 质量为m的小船静止在平静的湖面上，船两端载着甲、乙两个游泳者，他们的质量分别为m甲、m乙，在某时刻甲水平向左、乙水平向右同时以相对于岸v甲、v乙的速度跃入水中，如图所示，则： (1)甲、乙和船组成的系统受合外力吗？系统动量守恒吗？ 提示：系统所受合外力为0，故系统动量守恒。 (2)根据动量守恒定律，能否试着列出表达式？ 提示：取水平向右为正方向，0＝－m甲v甲＋m乙v乙＋mv船。 (3)此运动属于反冲运动吗？ 提示：属于。 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量m0＝300 kg，发动机每秒喷气20次。 (1)喷出的气体与火箭组成的系统动量守恒吗？ 提示：喷出的气体运动方向与火箭运动方向相反，系统动量可认为守恒。 (2)喷出第1次气体后，火箭的速度是多大？ 提示：喷出第1次气体后，火箭速度为v1，有(m0－m)v1－mv＝0，故v1＝＝0.67 m/s。 (3)喷出第2次气体后，火箭的速度是多大？ 提示：喷出第2次气体后，火箭速度为v2，有(m0－2m)v2－mv＝(m0－m)v1，故v2＝＝1.3 m/s。 (4)喷出第3次气体后，火箭的速度是多大？ 提示：喷出第3次气体后，火箭速度为v3，有(m0－3m)v3－mv＝(m0－2m)v2，解得v3＝＝ m/s＝2 m/s。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)用铁锤击打放在铁砧上的铁块，击打过程中，铁锤和铁块的总动量守恒。 (　　) ×　提示：在竖直方向上合力不为0，铁锤和铁块的总动量不守恒。 (2)在相互作用且动量守恒的某个系统内，一个物体的动量增加时，另一个物体的动量一定减少，系统的总动量不变。 (　　) ×　提示：不能这样理解，只能说系统内各物体动量变化量的矢量和为0。 (3)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。( √ ) (4)只有系统合外力为0的反冲运动才能用动量守恒定律来分析。 (　　) ×　提示：反冲内力远大于外力，动量守恒。 2．(多选)如图所示，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。当两物体被同时释放后，则(　　) A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则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