1、第十六章第3讲动量守恒定律目标定位1.理解系统、内力、外力的概念.2.掌握动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件.3.会用动量守恒定律解决实际问题.栏目索引 CONTENTS PAGE 1预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究3对点练习 巩固应用反馈4 预习导学 梳理识记点拨 第3讲动量守恒定律一、系统、内力与外力1.系统：相互作用的 物体组成了一个力学系统.2.内力：同一系统中，物体间的相互作用力.3.外力：系统 物体对系统施加的作用力.两个或多个以外的5 第3讲动量守恒定律二、动量守恒定律1.内容如果一个系统 ，或者 ，这个系统的总动量保持不变.所受外力的矢量和为零不受外
2、力6 第3讲动量守恒定律2.表达式对两个物体组成的系统，常写成：p1p2 或m1v1m2v2 .3.成立条件(1)系统不受外力作用.(2)系统受外力作用，但合外力 .p1p2m1v1m2v2为零7 第3讲动量守恒定律想一想如图1所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？图18 第3讲动量守恒定律答案不能.把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止.9 第3讲动量守恒定律三、动量守恒定律的普适性动量守恒定律是
3、一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的 领域.一切10 第3讲动量守恒定律想一想动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样？答案动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广，自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律，而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速、宏观物体，对于运动速度接近光速的物体，牛顿运动定律不再适用.11 课堂讲义 理解深化探究第3讲动量守恒定律一、对动量守恒定律的理解1.研究对象相互作用的物体组成的力学系统.2.动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力或所受合外力为零.(2)系统受外力作用，但内力远远大于合外力.此时动量近似
4、守恒.12 第3讲动量守恒定律(3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零(或某一方向上内力远远大于外力)，则系统在该方向上动量守恒.3.动量守恒定律的几个性质(1)矢量性.公式中的v1、v2、v1和v2都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算.13 第3讲动量守恒定律(2)相对性.速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1和v2应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度.(3)同时性.相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前同一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1、v2应是相互作用后同一时刻的瞬时速度.
5、14 第3讲动量守恒定律例1如图2所示，光滑的水平地面上有一上表面水平的小车的C，A、B中间用一段轻绳相连接并有一被压缩的轻质弹簧，A、B、C均处于静止状态.若细绳被剪断后，A、B滑离C之前，A、B在C上向相反方向滑动，设A与C、B与C之间的摩擦力大小分别用Ff1、Ff2表示，用P表示A、B、弹簧组成的系统，用Q表示A、B、C、弹簧组成的系统.关于A、B在C上滑动的过程中，下列说法中正确的是()15 第3讲动量守恒定律图2A.若Ff1Ff2，则P和Q动量均不守恒B.若Ff1Ff2，则P动量守恒，Q动量不守恒C.若Ff1Ff2，则P动量守恒，Q动量守恒D.若Ff1Ff2，则P动量不守恒，Q动量守
6、恒16 第3讲动量守恒定律解析对P，弹簧弹力为内力，而C对A、C对B的摩擦力均为外力，若Ff1Ff2，则P所受合外力为零，动量守恒，A错误；若Ff1Ff2，则P所受合外力不为零，动量不守恒，C错误；而对Q，由于弹簧的弹力、A与C、B与C之间的摩擦力均为内力，无论Ff1与Ff2是否相等，Q所受合外力均为零，动量守恒，B错误，D正确.答案D17 第3讲动量守恒定律针对训练下列情形中，满足动量守恒条件的是()A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D.棒击垒球的过程中
7、，棒和垒球的总动量18 第3讲动量守恒定律解析A中竖直方向合力不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中棒受人手的作用，故合外力不为零，不符合动量守恒的条件.答案B19 第3讲动量守恒定律二、动量守恒定律简单的应用1.动量守恒定律表达式的含义(1)pp：系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p.(2)p1p2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反.20 第3讲动量守恒定律(3)p0：系统总动量增量为零.(4)m1v1m2v2m1v1m2v2：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量之和等于作用后的动量之和.21 第3讲动量守恒定律2.应用
8、动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象；(2)分析研究对象所受的外力；(3)判断系统是否符合动量守恒条件；(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号；(5)根据动量守恒定律列式求解.22 第3讲动量守恒定律例2质量m110 g的小球在光滑的水平桌面上以v130 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m250 g的小球以v210 cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好停止，则碰后小球m1的速度大小和方向如何？解析碰撞过程中，两小球组成的系统所受合外力为零，动量守恒.设向右为正方向，则各小球速度为v130 cm/s，v210 cm/s；v20.23 第3讲动量守恒定律由动
9、量守恒定律列方程m1v1m2v2m1v1m2v2，代入数据解得v120 cm/s.故小球m1碰后的速度的大小为20 cm/s，方向向左.答案20 cm/s方向向左24 第3讲动量守恒定律借题发挥处理动量守恒问题“三步曲”(1)判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件.(2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量.(3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解.25 第3讲动量守恒定律例3将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的两、乙两个小车上，水平面光滑.开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图3所示.图326 第3
10、讲动量守恒定律(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？解析两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒.设向右为正方向.(1)据动量守恒得：mv甲mv乙mv甲，代入数据解得v甲v甲v乙(32) m/s1 m/s，方向向右.答案1 m/s向右27 第3讲动量守恒定律(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？解析两车距离最小时，两车的速度相同，设为v，由动量守恒得：mv甲mv乙mvmv.答案0.5 m/s向右28 对点练习 巩固应用反馈第3讲动量守恒定律1.如图4所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑
11、水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙木块上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()对动量守恒条件的理解图429 第3讲动量守恒定律答案CA.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒30 第3讲动量守恒定律2.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上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图5所示.当撤去外力后，下列说法正确的是()图531 第3讲动量守恒定律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和b组成的系统动
12、量守恒D.a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒解析a尚未离开墙壁前，墙壁对a有冲量，a和b组成的系统动量不守恒；a离开墙壁后，系统所受外力之和等于零，系统的动量守恒.答案BC32 第3讲动量守恒定律3.如图6所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg.碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)()动量守恒定律的简单应用33 第3讲动量守恒定律图6A.1 m/s B.0.5 m/sC.1 m/s D.0.5 m/s34 第3讲动量守恒定律解析两车碰撞过程动量守恒.m1v1m2v2(m1m2)v0.5 m/s答案D35 第3讲动量守恒定律4.如图7所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向.图736 第3讲动量守恒定律解析以空间站为参考系，选远离空间站，即v0方向为正方向.据动量守恒定律得(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数据解得vB 0.02 m/s，远离空间站方向.答案0.02 m/s远离空间站方向
