第2节动量守恒定律及其应用学习目标:1.[物理观念]知道牛顿运动定律和动量守恒定律的关系,能用牛顿运动定律推导动量守恒定律.2.[科学思维]理解动量守恒定律的确切含义和表达式.会运用动量守恒定律解决实际问题.3.[科学态度与责任]知道什么是反冲运动,了解它在实际中的简单应用.4.[科学态度与责任]了解火箭的飞行原理和主要用途.一、动量守恒定律1.动量守恒定律的内容:一个系统不受外力或者所受合外力为0时,这个系统的总动量保持不变.2.动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力的作用.(2)系统受外力作用,但合外力为零.(3)系统受外力的作用,合外力也不为零,但合外力远小于内力.这种情况严格地说只是动量近似守恒,但却是最常见的情况.(4)系统受外力,但在某一方向上合外力为零,则系统在这一方向上,动量守恒.3.动量守恒定律的表达式(1)p=p′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′).(2)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,一个物体动量的变化量与另一个物体动量的变化量大小相等、方向相反).(3)Δp=0(系统总动量的增量为零).(4)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和).4.适用范围:动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一,不仅低速、宏观领域遵循这一规律,高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循这一规律.二、反冲运动与火箭1.反冲运动根据动量守恒定律,一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某一个方向运动,另一部分向相反方向运动的现象.2.火箭(1)原理:火箭的飞行应用了反冲的原理,靠喷出气流的反作用来获得巨大速度.(2)影响火箭获得速度大小的因素:一是喷气速度,喷气速度越大,火箭能达到的速度越大;二是燃料质量越大,负荷越小,火箭能达到的速度也越大.3.反冲运动的应用和防止(1)灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是利用了反冲运动.(2)消防高压水枪、射击步枪等的反冲作用都必须采取措施加以防止.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果系统的机械能守恒,则动量不一定守恒.(√)(2)只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒.(×)(3)做匀速圆周运动的物体动量是守恒的.(×)(4)一切反冲现象都是有益的.(×)2.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是()A.燃料推动空气,空气的反作用力推动火箭B.火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭B[火箭的工作原理是利用反冲运动,是火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度,故正确答案为选项B.]3.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5kg,速度大小为10m/s,B质量为2kg,速度大小为5m/s,两者相碰后,A沿原方向运动,速度大小为4m/s,则B的速度大小为()A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/sA[以A物体的速度方向为正方向.则vA=10m/s,vB=-5m/s,p=pA+pB=5×10kg·m/s+2×(-5)kg·m/s=40kg·m/s.碰撞后,由动量守恒定律得p=mAvA′+mBvB′,解得vB′=10m/s,与A的速度方向相同,故选项A正确.]动量守恒的判断在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端,如图所示.(1)人和大锤组成的系统动量守恒吗?(2)在连续敲打下,这辆车能否持续地向右运动?提示:(1)以人和大锤组成的系统为研究对象时,人受到平板车施加的摩擦力,系统所受合外力不为零,动量不守恒,地面光滑,以人、大锤和平板车为系统动量守恒.(2)当把锤头打下去时,锤头向右摆动,系统总动量要为零,车就向左运动;举起锤头时,锤头向左运动,车就向右运动.用锤头连续敲击时,车只是左右运动,一旦锤头不动,车就会停下来,所以车不能持续向右运动.动量守恒定律成立条件的四种情况:(1)系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形.(2)系统受外力作用,但所受合外力为零....