3-1动量守恒定律 学案(无答案)-人教版(2019)高中物理选择性必修第一册

动量守恒定律第3节动量守恒定律

课时1动量守恒定律

1. 理解系统、内力和外力的概念．

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. 掌握应用动量守恒定律解题的步骤．

活动一：理解系统、内力和外力

1. 观看视频：2017年3月，世界短道速滑锦标赛在荷兰举行，中国女队以4分

14.058秒的成绩夺得3 000米接力冠军．如图所示，后面队员用力推前面队员实

现了比赛最后一棒的顺利交接．碰撞是生活中常见的现象，碰撞研究的对象往往

是两个(或多个)物体组成的系统．现将短道速滑接力交接过程建构为以下的模型：

如图所示，光滑的水平桌面上的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向做匀速运动，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．

(1)画出碰撞时两球的受力示意图．

(2)阅读教材“系统内力和外力”部分，若将两球组成一个系统，将两球所受到的力进行分类．

内力外力

m1

m2

(3)两小球组成的系统所受外力的矢量和为________．

2. 如图所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故．如果将甲、乙两辆汽车看作一个系统，丙车对乙车的作用力是内力，还是外力？如果将三辆汽车看成一个系统，丙车对乙车的作用力是内力还是外力？

活动二：理解动量守恒定律

1. 水平桌面上的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向做匀速运动，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v′1和v′

2.试用动量定理与牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v′1＋m2v′2的关系．

2. 在科学史上，动量守恒思想的提出是远远早于牛顿第二定律的．早在古希腊时代，以德谟克利特为代表的原子论者就提出，运动只能由一个物体向另一个物体转移，但绝不会完全消灭．而笛卡儿则在《哲学原理》第二章中，第一次明确提出了动量守恒即物质和运动的总量永远保持不变．先贤们的思想是在观察、研究物体运动的过程中产生的，起初只是模糊的经验，后来被实验所证实．完成关于“动量守恒定律”的下列问题：

(1)内容：如果一个系统

．．的总动量________．．．________，或者所受外力的矢量和为________，这个系统

(2)表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝________或m1v1＋m2v2＝________．

(3)适用条件：系统________或者所受外力的矢量和为________．

(4)动量守恒定律的“四性”：

①矢量性：动量守恒定律的表达式是一个________．

②相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于________的速度．

③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．

④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．

3．(多选)对系统“总动量保持不变”的理解，下列说法正确的是()

A. 只是初、末两个状态的系统总动量相等

B. 系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等

C. 系统内每个物体的动量可能都在不断变化

D. 系统内每个物体的动量都不变

4. (多选)如图所示，A、B两物体质量之比m A∶m B＝3∶2，静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，A、B两物体都获得了动量，则下列说法正确的是()

A. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒

B. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒

C. 若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒

D. 若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒

活动三：应用动量守恒定律解决问题

应用动量守恒定律的解题步骤一般为：(1)明确研究对象，确定系统的组成；(2)受力分析，确定动量是否守恒；(3)规定正方向，确定初、末动量；(4)根据动量守恒定律，建立守恒方程；(5)代入数据，求出结果并讨论说明．

1. 如图所示，在列车编组站里，一辆m1＝1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1＝2 m/s的速度向右运动，碰上一辆m2＝

2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动．求货车碰撞后运动的速度．

2. 一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽．如图所示，火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞

去，速度为v1.求炸裂后另一块的速度v2.

3. 如图所示，质量为M＝100 kg的小船在静水中以速率v0＝1 m/s向右匀速行驶，一质量为m＝60 kg 的救生员站在船的船尾．不计水的阻力．求：

(1)救生员相对于地面以大小为v＝3 m/s的水平速度向左跃出后小船的速率；

(2)救生员相对于小船以大小为v′＝3 m/s的水平速度向左跃出后小船的速率．

1. 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. 如图所示的装置中，木块B静止在光滑的水平桌面上，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()