人教版选修3-5动量守恒定律

学案3动量守恒定律

[学习目标]

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．

[学习重点难点]

重点：动量守恒定律的条件以及特点

难点：初步掌握动量守恒定律解决问题的思路

[自主学习探究]

一、系统内力与外力

1．系统：相互作用的_________物体组成一个力学系统．

2．内力：_____________________

3．外力：系统________物体对系统内物体的作用力．

二、动量守恒定律

1．内容：如果一个系统_________，或者____________，这个系统的总动量保持不变．

2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝________或m1v1＋m2v2＝_____________ 3．成立条件

(1)________________

(2)系统受外力作用，但合外力________

4. 动量守恒定律的“五性”

(1)条件性：________________________

(2)矢量性：_______________________

(3)相对性：___________________________

(4)同时性：___________________________

(5)普适性：________________________________

5．应用动量守恒定律解题的基本思路：

(1)_________________________

(2)_________________________

(3)___________________________

(4)_____________________________

[典型例题分析]

一、动量守恒的条件判断

例

1如图2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2

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

二、动量守恒定律的应用

例

2质量为3 kg的小球A在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg、以4 m/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．

例

3质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船首站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船首指向左方，若甲、乙两游泳者在同一水平线上，甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则()

A．小船向左运动，速率为1 m/s

B．小船向左运动，速率为0.6 m/s

C．小船向右运动，速率大于1 m/s

D．小船仍静止

[课堂检测]

1．(动量守恒的条件判断)把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是()

A．枪和子弹组成的系统动量守恒

B．枪和车组成的系统动量守恒

C．三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒

D．三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零

2．(动量守恒的条件判断)如图4所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()

图4

A．动量守恒、机械能守恒

B．动量不守恒、机械能不守恒

C．动量守恒、机械能不守恒

D．动量不守恒、机械能守恒

3．(动量守恒定律的应用)如图5所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则()

图5

A．木块的最终速度为

m

M＋m

v0

B．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C．车表面越粗糙，木块减少的动量越多

D．车表面越粗糙，小车获得的动量越多

4．(动量守恒定律的应用)将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑．开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图6所示．

图6

(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？

(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？[课后作业]

题组一动量守恒的条件判断

1．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是()

图1

A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒

B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒

C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒

D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒

2．两个物体组成的系统发生相互作用时，下列哪些情况系统的动量一定是守恒的()

A．作用前两个物体的速度相等

B．作用前两个物体的动量相等

C．作用过程中两个物体所受外力的合力为零

D．作用过程中两个物体所受外力的大小相等

3.如图2所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是()

图2

A．男孩和木箱组成的系统动量守恒

B．小车与木箱组成的系统动量守恒

C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒

D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同

题组二动量守恒定律的应用

4．如图3所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两物体质量之比为()