2021高中物理-1.3-动量守恒定律的应用-第一课时-学案(教科版选修3-5).docx
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1、1.3 动量守恒定律的应用 第一课时学习目标定位 1.生疏系统、内力、外力,生疏和理解动量守恒定律.2.会应用动量守恒定律解决生产、生活中的简洁问题.3.了解动量守恒定律的普遍适用性和动量守恒定律适用范围的局限性1动量是矢量,其表达式pmv,动量的方向与速度v方向相同2动量的变化ppp,其方向与v或(vv)的方向相同3动量定理的内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,公式Ftmvmv.4系统的动量(1)系统:在物理学中,有时要把相互作用的两个或多个物体作为一个整体来争辩,这个整体叫做系统(2)系统的动量:在一个系统中,把各个物体的动量都相加,相加后的动量称作系统的动量5动量守恒定律(1)
2、系统碰撞前后总动量不变的条件:系统所受的合外力为零(2)内容:假如一个系统不受外力或所受合外力为零,无论这一系统的内部进行了何种形式的碰撞,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律(3)数学表达式:m1v1m2v2m1v1m2v2.6动量守恒定律的普遍性牛顿运动定律只适用于宏观、低速运动的物体,而动量守恒定律无论在微观、宏观或高速领域,都是适用的.一、动量守恒定律问题设计如图1所示,在水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别为m1和m2,沿着同始终线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v2v1.当其次个小球追上第一个小球时两小球发生碰撞,碰撞后两小球的速度分别为v1和v2.试用牛顿其
3、次定律和牛顿第三定律推导两小球碰前总动量m1v1m2v2与碰后总动量m1v1m2v2的关系图1答案见解析解析设碰撞过程中两小球间的作用力分别为F1、F2,加速度分别为a1、a2,相互作用时间为t依据牛顿其次定律F1m1a1,F2m2a2,由加速度定义有a1,a2.由上述方程可得F1tm1(v1v1),F2tm2(v2v2)由于F1与F2是两小球间的相互作用力,依据牛顿第三定律,F1F2,则有:m1v1m1v1m2v2m2v2,即m1v1m2v2m1v1m2v2,此式表明两小球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量,这就是动量守恒定律的表达式要点提炼1动量守恒定律的数学表达式(1)pp(系统
4、内物体相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p)(2)m1v1m2v2m1v1m2v2(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)(3)p0(系统的总动量增量为零)(4)p1p2(系统内两个物体的动量增量大小相等,方向相反)2动量守恒定律的争辩对象两个或两个以上的物体组成的系统3动量守恒条件(1)系统不受外力或系统所受外力的合力为零(2)系统所受外力的合力虽不为零,但系统外力远远小于系统内力,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,外力可以忽视不计(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的重量为零,则在该方向上系统的总动量的重量保持不变例1光滑水平面上A、
5、B两小车间有一弹簧,如图2所示,用手抓住两小车并将弹簧压缩后使两小车处于静止状态将两小车及弹簧看做一个系统,下列说法正确的是()图2A两手同时放开后,系统总动量始终为零B先放开左手,再放开右手后,动量不守恒C先放开左手,后放开右手,总动量向左D无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不愿定为零解析A项,在两手同时放开后,水平方向无外力作用,只有弹簧的弹力(内力),故动量守恒,即系统的总动量始终为零B项,先放开左手,再放开右手后,两手对系统都无作用力之后的那一段时间,系统所受合外力为零,即动量是守恒的C项,先放开左手,系统在右手作用下,产生向左的冲量
6、,故有向左的动量,再放开右手后,系统的动量仍守恒,即此后的总动量向左D项,无论何时放开手,只要是两手都放开就满足动量守恒的条件,即系统的总动量保持不变若同时放开,那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量,即为零;若两手先后放开,那么两手都放开后的总动量也是守恒的,但不为零答案ACD针对训练试推断下列作用过程中系统的动量是否守恒?A如图3(a)所示,水平地面上有一大炮,斜向上放射一枚弹丸的过程;B如图3(b)所示,粗糙水平面上有两个物体压紧它们之间的一根轻弹簧,在轻弹簧弹开的过程中;C如图3(c)所示,光滑水平面上有一斜面体,将另一物体从斜面体的顶端释放,在物体下滑的过程中;图3答案A系统动量
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