动量守恒定律学案

江西省鄱阳中学高二物理学案

选修3-5第十六章第三节：动量守恒定律

命制人：吴洵审稿人：康旭生2017年10月

一、学习目标

1.掌握系统、内力和外力的概念；

2.掌握动量守恒定律的确切含义和表达式，知道动量守恒定律的适用条件；

3.了解动量守恒定律的普遍适用性；

4.能用动量守恒定律解决一些生活和生产中的实际问题。

二、重难点

1、动量守恒定律的含义、表达式及应用条件；

2、动量守恒定律的矢量性、相对性、同时性；

3、动量守恒定律的应用。

三、学生自主学习

一、系统、内力与外力

1．系统：相互作用的两个或多个物体组成一个力学系统．

2．内力：系统中，物体间的相互作用力．

3．外力：系统外部物体对系统内物体的作用力．

二、动量守恒定律

1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，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＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′．

3．成立条件

(1)系统不受外力或所受外力的合力为零；

(2)系统的内力远大于外力，如碰撞、爆炸等；

(3)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为零。

三、动量守恒定律的普适性

动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。四、讨论探究

一、动量守恒定律应用条件

1、如图所示，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(C) A．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

2、如图所示，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

(ACD)

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

3、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

施加水平向墙壁的力F使弹簧压缩。当撤去外力F后，下列说法中正确的是(BC) A.a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒

B.a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒

C.a离开墙壁后，a、b组成的系统动量守恒

D.a离开墙壁后，a、b组成的系统动量不守恒

4、下列情形中，满足动量守恒条件的是( B )

A．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量

B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量

C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量

D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量

二、动量守恒定律简单应用

5、一爆竹在空中的水平速度为υ，若由于爆炸分裂成两块，质量分别为m1和m2，其中质量为m1的碎块以υ1速度向相反的方向运动，求另一块碎片的速度。

6、小车质量为200kg，车上有一质量为50kg的人。小车以5m/s的速度向东匀速行

驶，人以1m/s的速度向后跳离车子，求：人离开后车的速度。

7、将两个完全相同的磁铁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，如图所示．

(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？

答案(1)1 m/s向右

(2)0.5 m/s向右

8、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、乙两游泳者同时在同一水平线上，甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则(B)

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

五、归纳总结

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．

六、课后强化训练（30分钟）

1．关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围，下列说法正确的是( C )

A．牛顿运动定律也适合解决高速运动的问题

B．牛顿运动定律也适合解决微观粒子的运动问题

C．动量守恒定律既适用于低速，也适用于高速运动的粒子

D．动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子

2．关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是( C )

A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒

B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒

C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒

D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒

3．两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( C) 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

4.如图所示，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( C )

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

5．如图所示，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3m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运

动，速度大小均为2m/s.则甲、乙两物体质量之比为( C )

A．2∶3 B．2∶5

C．3∶5 D．5∶3

6．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1500kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后静止．根据测速仪的测定，长途客车撞前以20m/s的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度( A )

A．小于10m/s

B．大于10m/s，小于20 m/s

C．大于20m/s，小于30 m/s

D．大于30m/s，小于40 m/s