微型专题 动量守恒定律的应用[学科素养与目标要求] 物理观念:1
进一步理解动量守恒定律的含义及守恒条件
理解动量守恒定律的普遍性
科学思维:熟练掌握应用动量守恒定律解决实际问题
一、动量守恒条件的理解1
动量守恒定律成立的条件:(1)系统不受外力或所受外力的合力为零;(2)系统的内力远大于外力;(3)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为 0
此种情况说明:动量守恒定律的适用条件是普遍的,当系统所受的合外力不为零时,系统的总动量不守恒,但是合外力在某个方向上的分量为零时,那么在该方向上系统的动量分量是守恒的
动量守恒定律的研究对象是系统
研究多个物体组成的系统时,必须合理选择系统,分清系统的内力与外力,然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件
例 1 (多选)质量分别为 M 和 m0的两滑块用轻弹簧连接,以恒定速度 v 沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为 m 的静止滑块发生碰撞,如图 1 所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是( )图 1A
M、m0、m 速度均发生变化,碰后分别为 v1、v2、v3,且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3B
m0的速度不变,M 和 m 的速度变为 v1和 v2,且满足 Mv=Mv1+mv2C
m0的速度不变,M 和 m 的速度都变为 v′,且满足 Mv=(M+m)v′D
M、m0、m 速度均发生变化,M 和 m0的速度都变为 v1,m 的速度变为 v2,且满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2答案 BC解析 M 和 m 碰撞时间极短,在极短的时间内弹簧形变极小,可忽略不计,因而 m0在水平方向上没有受到外力作用,动量不变(速度不变),可以认为碰撞过程中 m0没有参与,只涉及 M和 m,由于水平面光滑,弹簧形变极小,所以 M 和 m 组成的系统水平方向动量守恒,两者碰撞后可能具有共同速度,也可能分开