1.2 动量守恒定律及其应用 学案（含答案）

1.2动量守恒定律 【学习目标】 （1）能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞，导出动量守恒的表达式； （2）了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性； （3）加深对动量守恒定律的理解，进一步练习用动量守恒定律解决生产、生活中的问题。 （4）知道求初、末动量不在一条直线上的动量变化的方法。 【新课讲授】 一、系统 内力和外力 1、系统：_____的两个或几个物体组成一个系统。 2、内力：系统_____物体间的相互作用力叫做内力。 3、外力：系统_____物体对系统_____物体的作用力叫做外力。 二、动量守恒定律 证明： 1、内容：如果一个系统_____，或者_____的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 2、动量守恒的条件： （1）系统_____外力作用或者系统受外力作用但合外力_____。 （2）系统的内力远远大于外力（如：爆炸）； （3）系统在某一方向上符合以上的某一条件，则系统在该方向上动量守恒。 三、动量守恒定律与牛顿运动定律 1、动量守恒定律与牛顿运动定律在研究碰撞问题时结论相同，以水平光滑桌面上两个小球的碰撞为例：动量守恒定律认为：两个小球组成的系统所受合外力_____，这个系统的总动量_____。牛顿运动定律认为：碰撞中的每个时刻都有F1=-F2，所以，m1a1=-m2a2，所以m1(v1’-v1)/ t=-m2(v2’-v2) / t,即m1v1+m2v2=_____. 2、动量守恒定律和牛顿运动定律两种解题方法的对比：牛顿运动定律解决解决问题要涉及_____过程中的力，当力的形式很复杂，甚至是变化的时候，解起来很复杂，甚至不能求解。动量守恒定律只涉及过程_____两个状态，与过程中受力的细节_____。问题往往能大大简化。 四、动量守恒定律的普适性 1、动量守恒定律既适用于低速运动，也适用于_____运动，既适用于宏观物体，也适用于_____。 2、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_____领域。 【典型例题】 【例1】把一支枪水平 固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是（ ） A．枪和弹组成的系统，动量守恒 B．枪和车组成的系统，动量守恒 C．三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒 D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 【变式1】木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上。在b上施加水平向左的力F使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力F后，下列说法中正确的是　(　　) A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 C．a离开墙壁后，a、b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a、b组成的系统动量不守恒 【例2】在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以υ1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后的速度。 【变式2-1】小车质量为200kg，车上有一质量为50kg的人。小车以5m/s的速度向东匀速行使，人以1m/s的速度相对地面向后跳离车子，求：人离开后车的速度。 【变式2-2】总质量为M的列车以匀速率v0在平直的轨道上行驶，各车厢受的阻力都是车重的k倍，与车速无关.某时刻列车后面重量为m的车厢脱了钩而机车的牵引力未变，问脱钩的车厢刚停下的瞬间，前面列车的速度为多少？ 【例3】如图所示，质量为m的重锤从高h处自由下落，打在质量为M的木桩上，重锤与木桩会一起下沉，求二者一起开始下沉时的速度． 【变式3】如图所示,一颗质量为m、速度为v0的子弹竖直向上射穿质量为M的木块后继续上升,子弹从射穿木块到再回到原木块处所经过的时间为T.那么当子弹射穿木块 ... ...