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高中物理 第十六章 动量守恒定律 3 动量守恒定律导学案 新人教版选修3-5-新人教版高中选修3-5物理学案VIP免费

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3动量守恒定律[目标定位]1.理解系统、内力、外力的概念.2.知道动量守恒定律的内容及表达式,理解其守恒的条件.3.了解动量守恒定律的普遍意义.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,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞,碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1+m2v2与碰后总动量m1v1′+m2v2′的关系.图1答案设碰撞过程中两球间的作用力分别为F1、F2,相互作用时间为t根据动量定理:F1t=m1(v1′-v1),F2t=m2(v2′-v2).因为F1与F2是两球间的相互作用力,根据牛顿第三定律,F1=-F2,则有:m1v1′-m1v1=m2v2-m2v2′即m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′此式表明两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.动量守恒定律的内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变.2.动量守恒定律成立的条件:(1)系统不受外力或者所受外力的合力为零.(2)系统外力远小于内力时,外力的作用可以忽略,系统的动量守恒.(3)系统在某个方向上的合外力为零时,系统在该方向上动量守恒.3.动量守恒定律的表达式:1(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(作用前后动量相等).(2)Δp=0(系统动量的增量为零).(3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反).二、动量守恒定律的理解和简单应用1.动量守恒定律的“五性”(1)系统性:注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒.(2)矢量性:是矢量式,解题时要规定正方向.(3)相对性:系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常为相对于地面的速度.(4)同时性:初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量;末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量.(5)普适性:不仅适用两个物体或多个物体组成的系统,也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成的系统.2.应用动量守恒定律解题的基本思路(1)明确研究对象合理选择系统.(2)判断系统动量是否守恒.(3)规定正方向及初、末状态.(4)运用动量守恒定律列方程求解.一、动量守恒的条件判断例1如图2所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()图2A.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答案C针对训练如图3所示,光滑水平面上A、B两小车间有一弹簧,用手抓住小车并将弹簧压缩后使两小车2均处于静止状态.将两小车及弹簧看做一个系统,下列说法正确的是()图3A.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,但系统的总动量不一定为零答案ACD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)作用,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,系统所受合外力也为零,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,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.若两手同时放开,那么放开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,但不为零.二、动量守恒定律的应用例2质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动,恰遇上质量为5kg、以4m/s的速度向左运动的小球B,碰撞后B球恰好静止,求碰撞后A球的速度.解析两球在光滑水平面上运动,碰撞过程中系统所受合外力为零,系统动量守恒.取A球初速度方向为正方向初状态:vA=6m/s,vB=-4m/s末状态:vB′=0,vA′=?(待求)...

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