高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 1.3 动量守恒定律导学案 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理学案VIP免费

学案3动量守恒定律[学习目标定位]1.在了解系统、内力和外力的基础上理解动量守恒定律.2.能运用牛顿运动定律分析碰撞前后的总动量关系.3.了解动量守恒定律的普适性和牛顿运动定律适用范围的局限性.4.练习用动量守恒定律解决生产、生活中的问题．1．动量是矢量，其表达式p＝mv，动量的方向与物体的速度v方向相同．2．动量定理：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，用公式表示I＝Ft＝Δp.3．系统、内力和外力(1)系统：在物理学中，把几个有相互作用的物体合称为系统．(2)内力：系统内物体间的相互作用力叫做内力．(3)外力：系统外的物体对系统内物体的作用力叫做外力．4．动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受合外力为零，那么这个系统的总动量保持不变．(2)动量守恒定律的普适性动量守恒定律的适用范围很广，它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域．动量守恒定律适用于目前为止的一切领域.一、动量守恒定律[问题设计]图1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1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．答案设碰撞过程中两小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＝m1v1′－m1v1F2t＝m2v2′－m2v2根据牛顿第三定律，F1＝－F2，则有：m1v1′－m1v1＝m2v2－m2v2′.即有：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.此式表明两个小球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量．[要点提炼]1．动量守恒定律的数学表达式(1)p＝p′(系统内物体相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′)(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)(3)Δp＝0(系统的总动量增量为零)(4)Δp1＝－Δp2(系统内两个物体的动量增量大小相等，方向相反)2．动量守恒定律的研究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合外力为零．(2)系统所受合外力虽不为零，但系统所受外力远远小于内力，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，此时外力可以忽略不计．(3)系统所受合外力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变．例1光图2滑水平面上A、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小车均2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()A．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针对训练试判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，斜向上发射一枚弹丸的过程；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．系统动量不守恒，但水平方向动量守恒．B．无法判断．C．系统动量不守恒，但水平方向动量守恒．解析对于(a)来说，大炮发射弹丸的过程中，弹丸加速上升，系统处于超重状态，地面对于3系统向上的支...