第一章 第2节 动量守恒定律及其应用(Word教参)-【优化指导】2023-2024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 核心 素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 理解动量守恒定律，知道系统、内力和外力的概念。 理解动量守恒定律的确切含义和表达式，会运用动量守恒定律解决实际问题。 探究物体碰撞前和碰撞后，动量的大小关系。 知道反冲运动及火箭的飞行原理，了解所学知识在实际生活中的具体应用。 [对应学生用书P7] 知识点一 动量守恒定律 1.系统、内力、外力❶ (1)系统：相互作用的两个或多个物体组成的整体。 (2)内力：系统内部物体间的相互作用力。 (3)外力：系统以外的物体对系统内物体的作用力。 2．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❷。 3．表达式❸：对两个物体组成的系统，有m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 4．守恒条件：系统所受合外力为0。 1．某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关。(　　√　　) 2．一个系统初、末状态动量大小相等，即该系统动量守恒。 (　　×　　) 3．只要系统所受合外力的冲量为0，该系统动量就守恒。(　　√　　) 知识点二 反冲运动与火箭 1.反冲❹：气球喷出气体后，气球向相反方向运动的这类现象。 2．火箭发射原理：火箭的飞行应用了反冲的原理。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等。 (2)不利影响：用枪射击时，枪身的反冲会影响射击的准确性；高压水枪灭火时，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。 1．农田、园林的喷灌装置利用了反冲的原理。(　　√　　) 2．火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果。 (　　×　　) 批注❶：外力和内力是相对的，与研究对象的选取有关。 批注❷：动量守恒定律是实验定律，适用于任何物理研究领域。不仅低速、宏观领域，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律。 批注❸：(1)p＝p′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′)。 (2)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体动量的变化量与另一个物体动量的变化量大小相等、方向相反)。 (3)Δp＝0(系统总动量的增量为0)。 批注❹：反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，那么系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量。 [对应学生用书P8] 探究点一　动量守恒定律的理解与判断　(科学思维之提升) ►情境探究 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)如果以人和平板车为系统，大锤对平板车的打击力是内力还是外力？ 提示：大锤是人和平板车组成的系统以外的物体，所以大锤对平板车的打击力是外力。 (2)若以人、大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、大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。 (3)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、大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。 ►探究归纳 1．对动量守恒定律适用条件的理解 三种情况 条件 理想 条件 系统不受外力或者所受合外力为0，系统动量守恒 近似 条件 系统所受合外力不为0，但当内力远大于外力时，系统动量近似看作守恒 分方向 条件 系统在某个方向上所受合外力为0时，则系统在该方向上动量守恒 2.对动量守恒定律“五性”的理解 系统性 注意判断是哪几个物体组成的系统动量守恒 矢量性 动量守恒定律的表达式是一个矢量式，解题时要规定正方向，然后将矢量运算转化为代数运算 相对性 系统中，各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系，若无特殊说明则通常为相对于地面的速度 同时性 初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量；末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量 普适性 不仅适用于低速、宏观领域，也适用于高速、微观领域 ►对点例练 (2021·湖南郴州高二期末)对于下列四幅图所反映的物理过程，相关说法正确的是(　　) A．甲图中子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，能量不守恒 B．乙图中M、N两木块放在光滑水平面上，剪断束缚M、N的细线，在弹簧从压缩状态恢复原长的过程中，M、N与弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒 C．丙图中细线断裂后，木球和铁球在水中运动的过程中，两球组成的系统动量不守恒，机械能守恒 D．丁图中木块沿光滑固定斜面下滑，木块和斜面组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B　解析：子弹射入木块的过程中，子弹和木块