《创新课堂》第一章 动量守恒定律3.动量守恒定律 高中物理选择性必修第一册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

3.动量守恒定律 学习目标 1.了解系统、内力和外力的概念，理解动量守恒定律的适用条件及其表达式。 2.能用动量定理和牛顿运动定律推导出动量守恒定律的表达式，了解动量守恒定律的普适性。 3.能用动量守恒定律解决实际问题。 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 1.问题情境 如图所示，光滑水平面上，质量分别为m1、m2的物体A、B沿同一直线向同一方向运动，速度分别为v1和v2且 v2＞v1，碰后A、B的速度分别为v1'、v2'，设A受到B对它的作用力为F1，B受到A对它的作用力为F2，碰撞时间为Δt。 2.推导分析 （1）对物体A应用动量定理有 F1Δt＝　　　　　　　　。 （2）对物体B应用动量定理有 F2Δt＝　　　　　　　　。 （3）根据牛顿第三定律知，F1＝　　　　　，故有m1v1'－m1v1＝－（m2v2'－m2v2） 即：m1v1'＋m2v2'＝　　　　　　　　。 3.结论 （1）两个物体碰撞后的动量之和　　　　　碰撞前的动量之和。 （2）两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为　　　　　的情况下动量守恒。 【易错辨析】 1.相互作用的两个物体间相互作用力的冲量等大反向。（　　） 2.一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。（　　） 知识点二　动量守恒定律　动量守恒定律的普适性 　情境：冰壶是冬奥会比赛项目。如图所示，若运动员和冰壶在水平冰面上一起做匀速直线运动，此后运动员把冰壶平稳推出。不计冰面的摩擦，运动员把冰壶推出的过程。 问题：（1）运动员和冰壶分别受到哪些力的作用？ （2）对于运动员和冰壶组成的系统，哪些是内力？哪些是外力？ （3）在此过程中，冰壶的动量是否守恒？运动员和冰壶组成的系统动量是否守恒？ 1.系统的内力与外力 （1）系统：由两个（或多个）　　　　　　　的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称　　　　。 （2）内力：　　　　　物体间的作用力。 （3）外力：　　　　　　的物体施加给系统内物体的力。 2.动量守恒定律 （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　　　　　。 （2）表达式：m1v1'＋m2v2'＝m1v1＋m2v2。 （3）适用条件：系统　　　　　　或所受外力的矢量和为　　　。 3.动量守恒定律的普适性 动量守恒定律的适用范围： （1）低速、宏观物体系统领域。 （2）　　　　（接近光速）、　　　　（小到分子、原子的尺度）领域。 【易错辨析】 1.只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不守恒。（　　） 2.只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒。（　　） 3.只要系统所受合外力的冲量为零，系统的动量就守恒。（　　） 1.动量守恒的条件 （1）理想条件：系统不受外力或系统所受外力的矢量和为0。 （2）近似条件：系统所受外力的矢量和虽不为0，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力小得多，可以忽略不计。 2.动量守恒定律的“五性” 系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 相对性 公式中v1、v2、v1'、v2'必须相对于同一个参考系 同时性 公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度，v1'、v2'是相互作用后同一时刻的速度 矢量性 应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反为负值 普适性 不仅适用于低速宏观系统，还适用于高速微观系统 【例1】　（动量守恒的判断）〔多选〕下列叙述的情况中，系统动量守恒的是（　　） A.斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 B.如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统 C.子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统 D.如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ... ...