第一章 第2节 动量守恒定律及其应用-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第2节　动量守恒定律及其应用 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道相互作用的两个物体的动量变化特点. 2.理解系统、内力、外力的概念. 3.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解动量守恒的条件. 4.知道反冲运动及火箭发射原理，了解反冲运动的应用. 　动量守恒定律 1．内容：如果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：对两个物体组成的系统，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′． 3．内力：系统内物体间的相互作用力． 4．守恒的近似条件 (1)系统所受合外力远小于系统内力． (2)系统合外力不为0，但在某一方向上受到的合外力为0． 在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，如图所示． (1)若以人、锤组成的系统为研究对象，在打击过程中，系统动量守恒吗？ 提示：系统动量不守恒，因为以人、锤组成的系统为研究对象，打击过程中系统外的车参与了作用． (2)上述现象中，怎样选取系统，打击过程才能满足系统动量守恒？ 提示：以人、锤和平板车组成的系统为研究对象，打击过程满足动量守恒． 　反冲运动与火箭 1．反冲：气球喷出气体后，气球向相反方向运动的现象叫作反冲． 2．火箭发射原理：火箭的发射是典型的反冲_运动．火箭负荷越小、喷气速度越大、燃料越多，火箭能达到的速度越大． 3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：宇航员无绳太空行走、自动喷水装置、水电站反击式水轮机． (2)不利影响：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性、高压水枪灭火时的反冲． (1)农田、园林的喷灌装置利用了反冲的原理．(√) (2)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√) (3)火箭获得的速度仅与喷气的速度有关．(×) (4)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．(√) 　对动量守恒定律的理解 [思 考 探 究] 如图所示的三种情境，根据要求回答问题． (1)如图甲所示，在光滑水平面上发生正碰的两物体．两物体受哪些力作用？系统动量守恒吗？ 提示：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)如图乙所示，小车A、B静止在光滑水平面上．烧断细线后，两小车受弹簧弹力的作用，系统动量守恒吗？ 提示：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)如图丙所示，速度为v0的物体滑上光滑水平面上的小车．物体与小车组成的系统动量守恒吗？ 提示：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． [思 维 深 化] 1．研究对象：相互作用的物体组成的力学系统． 2．动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力或所受合外力为零． (2)系统受外力作用，但内力远远大于合外力．此时动量近似守恒． (3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零(或某一方向上内力远远大于外力)，则系统在该方向上动量守恒． 3．动量守恒定律的性质 (1)矢量性．公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算． (2)相对性．速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度． (3)同时性．相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前同一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是指相互作用后同一时刻的瞬时速度． 　如图所示，小车与木箱静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是(　　) A．男孩和木箱组成的系统动量守恒 B．小车与木箱组成的系统动量守恒 C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 解析：C　在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，故D错误． 判断动量守恒的两关键环节 (1)动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统．判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系． (2)判断系统的动量是否守恒，要注意守恒的条件是不受外力或所受合外力为零，因此要分清哪些力是内力，哪些力是外力． [针 对 训 练] 1.(多选)如图所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上