3 动量守恒定律 学习任务一 对动量守恒条件的理解 [教材链接] 阅读教材,填写相关知识. (1)系统、内力和外力 ①系统: 相互作用的物体构成的整体. ②内力:系统 物体间的作用力. ③外力:系统 的物体对系统 的物体的作用力. (2)动量守恒定律 ①内容:如果一个系统不受 ,或者所受 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 或者p1+p2=p'1+p'2. ③条件:系统不受外力或受外力的矢量和为零;相互作用的时间极短,相互作用的内力远大于外力,如碰撞、爆炸瞬间,外力可忽略不计; 系统某一方向上不受外力、受外力的矢量和为零或外力远小于内力,则该方向上动量守恒. 例1 如图所示,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短. (1)若地面不光滑,则子弹打击木块瞬间,子弹和木块组成的系统动量守恒吗 (2)若地面光滑,则子弹射入木块后将弹簧压缩到最短过程中,子弹、木块、弹簧组成的系统动量守恒吗 例2 如图所示,质量为M的斜劈静止在光滑水平面上,斜劈的上表面粗糙,一个质量为m的小物块从斜劈的顶端由静止滑下,则由斜劈和小物块组成的系统,在小物块下滑过程中( ) A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒 C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒 【要点总结】 关于动量守恒定律理解的两个误区: (1)误认为只要系统初、末状态的动量相同,系统动量就守恒.产生误区的原因是没有正确理解动量守恒定律.系统在变化的过程中每一个时刻动量均不变,才符合动量守恒定律. (2)误认为动量守恒定律中各物体的动量可以相对于任何参考系.出现该误区的原因是没有正确理解动量守恒定律.应用动量守恒定律时,各物体的动量必须是相对于同一惯性参考系,一般情况下,选地面为参考系. 学习任务二 动量守恒定律的应用 [科学思维] 1.动量守恒定律的五种性质 性质 内容 矢量性 动量守恒定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在:①该式说明系统的总动量在相互作用前、后不仅大小相等,方向也相同;②在求初、末状态系统的总动量p=p1+p2+……和p'=p'1+p'2+……时,要按矢量运算法则计算 相对性 在动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前、后的动量必须相对于同一惯性参考系,各物体的速度通常均为对地的速度 条件性 动量守恒定律的成立是有条件的,应用时一定要首先判断系统是否满足动量守恒的条件 同时性 动量守恒定律中p1、p2……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p'1、p'2……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 普适性 动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统 2.处理动量守恒问题的步骤 (1)分析题目涉及的物理过程,选择合适的系统、过程,这是正确解决此类题目的关键; (2)判断所选定的系统、过程是否满足动量守恒定律的条件; (3)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量; (4)确定正方向,选取恰当的动量守恒的表达式求解. 例3 [2022·学军中学月考] 花样滑冰是技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目,在音乐伴奏下,运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作,极具观赏性.甲、乙两运动员以速度大小为1 m/s沿同一直线相向运动.相遇时彼此用力推对方,此后甲以1 m/s、乙以2 m/s的速度向各自原方向的反方向运动,推开时间极短,忽略冰面的摩擦,则甲、乙运动员的质量之比是( ) A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2 [反思感悟] 【要点总结】 系统动量守恒的几点说明 (1)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. (2)动量 ... ...
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