第6章 第2节 动量守恒定律及其应用(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　动量守恒定律及其应用 (对应学生用书第144页) 一、动量守恒定律 1．动量守恒定律的内容 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．动量守恒的表达式 (1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)。 (2)Δp＝0(系统总动量变化为零)。 (3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等，方向相反)。 3．动量守恒的条件 (1)系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的动量守恒。 (2)系统所受外力之和不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。 (3)系统所受外力之和不为零，但在某个方向上所受合外力为零或不受外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒。 二、动量守恒定律的应用 1．碰撞 (1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象。 (2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。 (3)分类： 动量是否守恒 机械能是否守恒 弹性碰撞 守恒 守恒 非完全弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失最大 2.反冲运动 (1) 作用原理：物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向相反方向运动的现象。 (2) 动量守恒：反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。 (3) 机械能增加：反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加。 3．爆炸问题 (1)爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒。 (2)爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)系统所受合外力的冲量为零，则系统动量一定守恒。(√) (2)动量守恒是指系统在初、末状态时的动量相等。(×) (3)物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒。(√) (4)在爆炸现象中，动量严格守恒。(×) (5)在碰撞问题中，机械能也一定守恒。(×) (6)反冲现象中动量守恒、动能增加。(√) 二、教材习题衍生 1．(动量守恒的判断)下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统 B．如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统 C．子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统 D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 C　[对于人和车组成的系统，人和车之间的力是内力，系统所受的外力有重力和支持力，合力为零，系统的动量守恒；子弹射入木块过程中，虽然子弹和木块之间的力很大，但这是内力，木块放在光滑水平面上，系统所受合力为零，动量守恒；子弹射入紧靠墙角的木块时，墙对木块有力的作用，系统所受合力不为零，系统的动量减小；斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，虽然受到重力作用，合力不为零，但爆炸的内力远大于重力，动量近似守恒。故选C。] 2．(动量守恒定律的应用)如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端，在连续的敲打下，下列说法不正确的是(　　) A．车左右往复运动 B．车持续向右运动 C．大锤、人和平板车组成的系统水平方向动量守恒 D．当大锤停止运动时，人和车也停止运动 B　[把人和车看成一个整体，用大锤连续敲打车的左端，根据系统水平方向受力为零，则沿该方向动量守恒，又由系统水平方向总动量为零，则当锤头敲打下去时，大锤向右运动，小车就向左运动，抬起锤头时大锤向左运动，小车向右运动，所以平板车在水平面上左右往复运动，当大锤停止运动时，人和车也停止运动，A、C、D正确。] 3．(动量守恒定律的应用)(2022·湖南卷)1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图，中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是(　　) A．碰撞后氮核的动量比氢核的小 B．碰撞后氮核的动能比氢核的小 C．v2大于v1 D．v2大于v0 B　[设中子质量为m0，被碰粒子质量为m，碰后中子速度为v′0，被碰粒子速度为v，二者发生弹性正碰，由动量守恒定律和能量守恒定律有m0v0＝m0v′0＋mv，m0v＝m0v′＋mv2，解得v′0＝v0，v＝v0，因此当被碰粒子分别为氢核(m0)和氮核(14m0)时，有v1＝v0，v2＝v0，故C、D项错误；碰撞后氮核的动量为p氮＝14m0·v2＝m0v0，氢核的动量为p氢＝m0·v1＝m0v0，p氮>