第六章 课时2 动量守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

课时2　动量守恒定律

一、动量守恒定律

1.系统:相互作用的几个物体构成的整体叫作一个系统。系统中各物体之间的相互作用力叫作内力,系统外部其他物体对系统内物体的作用力叫作外力。

2.定律内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。

3.定律的表达式

m1v1+m2v2=m1v1′ +m2v2′ ,两个物体组成的系统初动量等于末动量。

可写为:p=p′ ,Δp=0和Δp1=-Δp2。

4.守恒条件

(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒。

(2)近似守恒:系统受到的合力不为零,但当内力远大于外力时,系统的动量可近似看成守恒。

(3)分方向守恒:系统在某个方向上所受合力为零时,系统在该方向上动量守恒。

5.普适性:不仅适用于低速宏观系统,也适用于高速微观系统。

二、碰撞

1.概念:碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短,物体间相互作用力很大的现象,在碰撞过程中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理碰撞问题。

2.分类及特点

3.弹性碰撞的规律

(1)当两球质量相等时,v1′ =0,v2′ =v1,两球碰撞后交换速度。

(2)当质量大的球碰质量小的球时,v1′ >0,v2′ >0,碰撞后两球都向前运动。

(3)当质量小的球碰质量大的球时,v1′ <0,v2′ >0,碰撞后质量小的球被反弹回来。

三、爆炸和反冲

1.爆炸

与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,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.反冲

(1)定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,如发射炮弹、火箭等。

(2)特点:若在瞬间完成反冲,物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力,动量守恒。

对动量守恒定律的理解

[例1] 如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻甲、乙都以大小为v0=2 m/s的速度相对运动,甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点。甲和他的装备总质量为M1=90 kg,乙和他的装备总质量为M2=135 kg,为了避免直接相撞,乙从自己的装备中取出一质量为m=45 kg的物体A推向甲,甲迅速接住A后即不再松开,此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,且安全“飘”向空间站。(设甲、乙距离空间站足够远,本题中的速度均指相对空间站的速度)

(1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出?

(2)设甲与物体A作用时间为t=0.5 s,求甲与A的相互作用力F的大小。

解析:(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙运动的方向为正方向,

则有M2v0-M1v0=(M1+M2)v1,