1.3动量守恒定律-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第一册）

第一章 动量守恒定律 第三节 动量守恒定律 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 通过实例了解系统、内力和外力的概念。 科学思维 理解动量守恒的内容、表达式，掌握动量守恒的推导过程。 科学探究 探究系统内动量守恒的条件。 科学态度与责任 体会应用动量守恒定律分析实际问题的方法，体会自然界的和谐与统一。 知识点一　系统、内力、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 系统中物体间的作用力。 3.外力 系统以外的物体施加给系统内物体的力。 知识点二　动量守恒定律 1．动量守恒定律证明 如图所示，在光滑水平地面上，有质量为m1、m2的两小球A、B，它们分别以速度v1、v2同向运动，且v1>v2。当球A追上球B时，发生碰撞，碰撞后两球的速度都发生了变化，球A、球B的速度分别为v1′、v2′。试通过动量定理进行推导，进一步理解动量守恒定律。 两小球碰撞前后速度变化示意图 证明：用F1表示球B对球A的作用力，用F2表示球A对球B的作用力，两球在竖直方向受力平衡。若两球相互作用时间为t，则在水平方向有F1t＝m1v1′－m1v1 F2t＝m2v2′－m2v2 由牛顿第三定律可知F2＝－F1 所以m2v2′－m2v2＝－(m1v1′－m1v1) 整理后得m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′式中，等号左边是两球碰撞前的总动量，等号右边是两球碰撞后的总动量。上式表明，当系统所受的合外力为0时，A、B两球在碰撞前后的总动量保持不变。由于两球碰撞过程中的每个时刻都有F2＝－F1，因此上式对两球碰撞过程中任意时刻的状态都适用，即系统的总动量在整个过程中一直保持不变，在这个过程中动量是守恒的。 2.动量守恒定律的内容：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。 3.动量守恒定律的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 4.普适性 动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅低速、宏观领域遵循这一规律，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律。 5.动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力的作用。 (2)系统受外力作用，但合外力为0。 (3)系统所受合外力不为0，但系统所受合外力远小于系统内力时，该系统的总动量可认为近似守恒。 知识点三　应用动量守恒定律解题 1.应用动量守恒定律解题的步骤 (1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)。 (2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒)。 (3)规定正方向，确定初、末状态动量。 (4)由动量守恒定律列出方程。 (5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明。 知识点四 反冲问题 1.反冲运动：将气球充气后松手释放，气球会沿与喷气方向相反的方向飞去。喷出的空气具有动量，由动量守恒定律可知，气球要向相反方向运动，这就是一种反冲运动。 2.火箭 (1)原理：火箭发射是典型的反冲运动。火箭点火后，燃料燃烧产生的高速气流从火箭尾部喷出，使火箭向前飞行。 (2)影响火箭获得速度大小的因素：火箭负荷越小、喷气速度越大、燃料越多，火箭能达到的速度就越大。 3.反冲现象的应用及防止 (1)应用：宇航员无绳太空行走是通过太空服背部的喷气推进装置实现的；有的自动喷水装置喷水时，水流的反冲作用可使喷水管旋转起来，这样就能达到多角度喷洒的目的。 (2)防止：射击时子弹向前飞去，枪身会向后反冲，枪身的反冲会影响射击的精确度；用高压水枪灭火时，水高速喷出，高压水枪向后反冲，消防队员必须牢牢抓住水枪将身体稍向前倾以保持平衡。 易错易混点1.动量守恒条件的理解 易错易混点辨析：系统动量是否守恒的判定方法(1)选定研究对象及研究过程，分清外力与内力。(2)分析系统受到的外力矢量和是否为零，若外力矢量和为零，则系统动量守恒。(3)若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。 (4)多个物体情况下，选取不同的物体组成系统，会得出不同的结论。 例1.(多选)如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是(　) A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒 C.先放开左手，后放开右手，总动量向左 D.无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 解析：选ACD。当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，选项A正确；先放开左手，左边的小车就向