資源簡介

第一章 第3節(jié) 動(dòng)量守恒定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解動(dòng)量守恒定律的普遍適用性和牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用范圍的局限性。
2.深刻理解動(dòng)量守恒定律，能用動(dòng)量守恒定律解決生產(chǎn)、生活中的問題。
3.知道求初、末動(dòng)量不在一條直線上的動(dòng)量變化的方法。
重點(diǎn)難點(diǎn)
1.在了解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的基礎(chǔ)上，認(rèn)識和理解動(dòng)量守恒定律。
2.深刻理解動(dòng)量守恒定律，能用動(dòng)量守恒定律解決生產(chǎn)、生活中的問題。
3.能運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析碰撞現(xiàn)象，導(dǎo)出動(dòng)量守恒的表達(dá)式。
自主探究
一、系統(tǒng)、內(nèi)力、外力
1．系統(tǒng)
相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的整體．
2．內(nèi)力
系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力．
3．外力
系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)以內(nèi)的物體的作用力．
二、動(dòng)量守恒定律
1．內(nèi)容
如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．
2．表達(dá)式
對兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，常寫成：p1＋p2＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.
3．適用條件
系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零．
課堂小測
(1)對于由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，物體所受的重力為內(nèi)力． (×)
(2)某個(gè)力是內(nèi)力還是外力是相對的，與系統(tǒng)的選取有關(guān)． (√)
(3)一個(gè)系統(tǒng)初、末狀態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒． (×)
(4)只要合外力對系統(tǒng)做功為零，系統(tǒng)動(dòng)量就守恒． (×)
(5)系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零． (√)要
要點(diǎn)探究
1.理想守恒:系統(tǒng)內(nèi)的任何物體都不受外力作用，這是一種理想化的情形。
（1）如天空中兩星球的碰撞、微觀粒子間的碰撞都可視為這種情形。
（2）系統(tǒng)雖然受到了外力的作用，但所受合外力都為零，像光滑水平面上兩物體的碰撞就是這種情形，兩物體所受的重力和支持力的合力為零。
2.近似守恒:系統(tǒng)受到的合外力不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，外力可忽略，系統(tǒng)的動(dòng)量也視為守恒。如拋出去的手榴彈在空中爆炸的瞬間，火藥施加的作用力遠(yuǎn)大于其重力，重力完全可以忽略不計(jì)，動(dòng)量視為守恒;兩節(jié)火車車廂在鐵軌上相碰時(shí)，在碰撞瞬間，車廂間的作用力遠(yuǎn)大于鐵軌給車廂的摩擦力，動(dòng)量視為守恒。
3.分方向守恒：系統(tǒng)所受的合外力不為零，即，但在某一方向上合外力為零（或），則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。
4．動(dòng)量守恒定律的“五性”
五性 具體內(nèi)容
系統(tǒng)性 研究對象是相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)
相對性 應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)中各物體在相互作用前后的動(dòng)量，必須相對于同一慣性系，通常均為對地的速度
瞬時(shí)性 公式中，p1、p2…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用前同一時(shí)刻的動(dòng)量，p1′、p2′…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量，不同時(shí)刻的動(dòng)量不能相加
矢量性 對于作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問題，應(yīng)先選取正方向，凡是與選取的正方向一致的動(dòng)量為正值，相反的為負(fù)值
普適性 動(dòng)量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng)，而且適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子組成的系統(tǒng)
5. 動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的比較
方法探究
1.判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒的方法
(1)直接分析系統(tǒng)在所研究的過程中始、末狀態(tài)的動(dòng)量，分析動(dòng)量是否守恒．
(2)分析系統(tǒng)在所研究的過程中的受力情況，看系統(tǒng)的受力情況是否符合動(dòng)量守恒的條件．
2．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟
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↓
↓
↓
隨堂訓(xùn)練
1.如圖所示的裝置中，木塊與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，并將彈簧壓縮到最短．現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中( )
A．動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒 B．動(dòng)量不守恒、機(jī)械能不守恒
C．動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒 D．動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒
2.在用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”時(shí)，不需要測量的物理量是( )
A.滑塊的質(zhì)量 B.擋光的時(shí)間 C.擋光片的寬度 D.光電門的高度
3.關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件,下列說法正確的是( )
A.只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,系統(tǒng)動(dòng)量就不可能守恒
B.只要系統(tǒng)中有一個(gè)物體具有加速度,系統(tǒng)動(dòng)量就不守恒
C.只要系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量就守恒
D.系統(tǒng)中所有物體的加速度為零時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定守恒
4.如圖所示,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上,車內(nèi)有一質(zhì)量為m的小物塊。現(xiàn)使小物塊獲得向右的初速度v0,小物塊與車廂壁來回碰撞多次后靜止在車廂中,這時(shí)車廂的速度( )
A.v0,水平向右
B.0
C. ,水平向右
D. ,水平向左
5.一顆水平飛來的子彈射入一個(gè)原來懸掛在天花板下靜止的沙袋并留在其中和沙袋一起上擺，關(guān)于子彈與沙袋組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是( )
A.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能都守恒
B.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能都不守恒
C.共同上擺階段動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒
D.共同上擺階段動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒
答案以及解析
1.答案：C
解析：從子彈開始射入木塊到子彈與木塊的作用剛好結(jié)束的整個(gè)過程中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，在此過程中系統(tǒng)要克服阻力做功，機(jī)械能減少，機(jī)械能不守恒。
2.答案：D
解析：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”時(shí)，需要探究的是滑塊自身的物理量（如質(zhì)量、速度）之間的關(guān)系，滑塊的質(zhì)量需要測量，為了獲得滑塊的速度，擋光片的寬度和擋光的時(shí)間也需要測量，而光電門的高度與碰撞的滑塊無關(guān)，不需要測量，選項(xiàng)D正確。
3.答案：C
解析：根據(jù)動(dòng)量守恒條件可知A、B均錯(cuò)誤;由動(dòng)量守恒的條件知C正確;D中所有物體加速度為零時(shí),各物體速度恒定,動(dòng)量恒定,總動(dòng)量一定守恒.
4.答案：C
解析：試題分析:以物體與車廂組成的系統(tǒng)為研究對象,由動(dòng)量守恒定律可得:,最終車的速度,方向與的速度相同,水平向右;故選C。
5.答案：D
解析：子彈和沙袋組成的系統(tǒng)，在子彈射入沙袋的過程中，子彈和沙袋在水平方向的動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不守恒，共同上擺過程中動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D正確。
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