物理创新设计配套PPT及教师word第3节　动量守恒定律.docx

物理创新设计配套PPT及教师word第3节　动量守恒定律 　第 第 3 节 节 　动量守恒定律 学习目标 核心提炼 1.了解系统、内力和外力的概念 　1 个条件动量守恒条件 1 个定律动量守恒定律 3 个概念系统 内力 外力 2.知道动量守恒定律的适用条件，掌握动量守恒定律的确切含义和表达式 　3.了解动量守恒定律的普遍适用性 　4.能用动量守恒定律解决一些生活和生产中的实际问题 　一、系统、内力和外力 教材第 12 页内容，理解系统、内力和外力概念 　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以内的物体的作用力 　思维拓展 (1)对某一系统来说一个力是内力，在另一情况下这个力能变成外力吗？ 　(2)如图 1 所示，甲、乙、丙三辆车碰撞发生追尾事故 　图 1 ①选甲、乙两车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？甲和乙组成的系统动量守恒吗？ ②选甲、乙、丙三车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？三车组成的系统动量守恒吗？ 答案 (1)能内力是系统内物体之间的作用力，一个力是内力还是外力不是固定的，要看选择的系统，当选择的系统发生变化时，这个力可能就会由内力变为外力，所以是内力还是外力关键看选择的系统。

　(2)①外力 不守恒 ②内力 守恒 　二、动量守恒定律 教材第 12～15 页内容，掌握动量守恒定律的内容及表达式，会用动量守恒定律解决实际问题 　1.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 　2.表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p 1 ＋p 2 ＝p 1 ＋p 2 或 m 1 v 1 ＋m 2 v 2 ＝m 1 v 1 ＋m 2 v 2 　3.适用条件：系统不受外力或者所受外力矢量和为零 　4.普适性：动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域 　思考判断 (1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒 　) (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒 　) (3)只要系统受到的外力的功为零，动量就守恒 　) (4)只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒 　) (5)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零 　) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 　 动量守恒条件的理解 　[要点归纳] 1.动量守恒中，研究对象：两个或两个以上的物体组成的相互作用的系统。

　2.动量守恒条件 (1)理想条件：系统不受外力时，动量守恒 　(2)实际条件：系统所受外力的矢量和为零时，动量守恒 　(3)近似条件：系统受外力，但外力远小于内力，则系统总动量近似守恒 　(4)推广条件：系统受力不符合以上三条中的任一条，则系统的总动量不守恒，但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒 　[精典示例] 　 [例 1] (多选)如图 2 所示，A、B 两物体质量之比 m A ∶m B ＝3∶2，原来静止在平板小车 C 上，A、B 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是( 　) 　图 2 A.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B 组成系统的动量守恒 B.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C 组成系统的动量守恒 C.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B 组成系统的动量守恒 D.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B、C 组成系统的动量守恒 解析 如果 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后，A、B 分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力 F A 向右，F B 向左，由于 m A ∶m B＝3∶2，所以 F A ∶F B ＝3∶2，则 A、B 组成的系统所受的外力之和 不为零，故其动量不守恒，选项 A 错误；对 A、B、C 组成的系统，A、B 与 C 间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，选项 B、D 均正确；若 A、B 所受摩擦力大小相等，则 A、B 组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，选项 C 正确。

　答案 BCD 　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 　3.系统的动量守恒，并不是系统内各物体的动量都不变一般来说，系统的动量守恒时，系统内各物体的动量是变化的，但系统内各物体的动量的矢量和是不变的 　 [针对训练 1] 如图 3 所示，小车与木箱紧挨着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( 　) 　 图 3 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 由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项 A、B 错误，C 正确；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，选项 D 错误 　答案 C 　 动量守恒定律的理解 [要点归纳] 1.应用动量守恒定律的解题步骤 　2.动量守恒常见的表达式 (1)p＝p，其中 p、p 分别表示系统的末动量和初动量，表示系统作用后的总动量等于作用前的总动量。

　(2)p＝0，表示系统总动量的增量等于零 　(3)p 1 ＝－p 2 ，其中 p 1 、p 2 分别表示系统内两个物体初、末动量的变化量，即两个物体组成的系统，各自动量的增量大小相等、方向相反 　[精典示例] 　 [例 2] 如图 4 所示，一枚火箭搭载着卫星以速率 v 0 进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离已知前部分的卫星质量为 m 1 ，后部分的箭体质量为 m 2 ，分离后箭体以速率 v 2 沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前、后系统质量的变化，则分离后卫星的速率 v 1 为( 　) 　图 4 A.v 0 －v 2 　B.v 0 ＋v 2 　 C.v 0 － m2m 1 v 2 　D.v 0 ＋ m2m 1 (v 0 －v 2 ) 解析 忽略空气阻力和分离前、后系统质量的变化，卫星和箭体整体分离前后动量守恒，则有(m 1 ＋m 2 )v 0 ＝m 1 v 1 ＋m 2 v 2 ，整理可得 v 1 ＝v 0 ＋ m2m 1 (v 0 －v 2 )，故选项 D正确 　答案 D 　 应用动量守恒定律解题，在规定正方向的前提下，要注意各已知速度的正负号，求解出未知速度的正负号，一定要指明速度方向。

　[针对训练 2] 下列解释中正确的是( 　) A.跳高时，在落地处垫海绵是为了减小冲量 B.在码头上装橡皮轮胎，是为了减小渡船靠岸过程受到的冲量 C.动量相同的两个物体受相同的制动力作用，质量小的先停下来 D.人从越高的地方跳下，落地时越危险，是因为落地时人受到的冲量越大 解析 跳高时，在落地处垫海绵是为了延长作用时间减小冲力，不是减小冲量，故选项 A 错误；在码头上装橡皮轮胎，是为了延长作用时间，从而减小冲力，不是减小冲量，故选项 B 错误；动量相同的两个物体受相同的制动力作用，根据动量定理 Ft＝mv，则知运动时间相等，故选项 C 错误；从越高的地方跳下，落地时速度越大，动量越大，则冲量越大，故选项 D 正确 　答案 D 　 动量守恒定律的应用 [要点归纳] 　对于两个以上的物体组成的系统，由于物体较多，相互作用的情况也不尽相同，作用过程较为复杂，虽然仍可对初、末状态建立动量守恒的关系式，但因未知条件过多而无法求解，这时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒方程，或将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒定律方程 　求解这类问题时应注意： 　(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运动模型。

　(2)分清作用过程中的不同阶段，并找出联系各阶段的状态量 　(3)合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要方便解题 　[精典示例] 　[例 3] (2021杭州第二中学高二检测)如图 5，光滑水平直轨道上有三个质量均为 m的物块 A、B、CB 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设 A 以速度 v 0 朝 B 运动，压缩弹簧；当 A、B 速度相等时，B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设 B 和 C 碰撞过程时间极短求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能 　图 5 　审题指导 关键词 信息 当 A、B 速度相等时 A 与 B 系统的动量守恒，末状态为速度相等时刻 B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，B 和 C 碰撞过程时间极短 (1)B 与 C 的动量守恒，末状态为 B 与 C 具有相同速度的时刻 (2)B 和 C 碰撞时，A 的速度不变 系统损失的机械能 (1)B 和 C 粘接在一起之前与之后，A、B 和 C 组成的系 　统机械能守恒 (2)B 与 C 粘接在一起之前瞬间 B 的动能减去 B 与 C 具有相同速度时 B 和 C 的动能为损失的机械能 解析 对 A、B 接触的过程中，由动量守恒定律得 mv 0 ＝2mv 1 ，解得 v 1 ＝ 12 v 0 　B 与 C 接触的瞬间，B、C 组成的系统动量守恒 有 m v02＝2mv 2 ，解得 v 2 ＝ v04，系统损失的机械能为 E＝ 12 m v 022－ 12 2m v 042＝116 mv20 　答案 116 mv20 　[针对训练 3] (多选)如图 6 所示，在橄榄球比赛中，一个 85 kg 的前锋队员以 5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分。

就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为 65 kg 的队员，一个速度为 2 m/s，另一个速度为 4 m/s，然后他们就扭在了一起，则( 　) 　图 6 A.他们碰撞后的共同速率是 0.2 m/s B.碰撞后这名前锋动量的方向仍向前 C.这名前锋能得分 D.这名前锋不能得分 解析 前锋队员的质量为 M，速度为 v 1 ，两名 65 kg 的队员质量均为 m，速度分别为 v 2 、v 3 取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得 Mv 1－mv 2 －mv 3 ＝(M＋m＋m)v，代入数据得 v0.16 m/s所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，选项 B、C 正确 　答案 BC 　 1.(动量守恒条件的理解)(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( 　) 　解析 选项A中子弹和木块的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受合力为零，系统动量守恒；选项 B 中在弹簧恢复原长过程中，系统在水平方向始终受墙的作用力，系统动量不守恒；选项 C 中木球与铁球的系统所受合力为零，系统动量守恒；选项 D 中系统水平方向动量守恒 　答案 ACD 2.(动量守恒定律的简单应用)解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务，假设鱼雷。