高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律学案新人教版选修3_5

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1、3　动量守恒定律学习目标知识脉络1.知道系统、内力、外力的概念．2．理解动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件．(重点)3．了解动量守恒定律的普遍意义，会用动量守恒定律解决实际问题．(重点、难点)系统、内力、外力1．系统相互作用的两个或多个物体组成的整体．2．内力系统内部物体间的相互作用力．3．外力系统以外的物体对系统以内的物体的作用力．1．对于由几个物体组成的系统，物体所受的重力为内力．(×)2．某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关．(√)如右图1631所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故．如果将前面两辆汽车看做一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力，还是外

2、力？如果将后面两辆汽车看做一个系统呢？图1631【提示】　内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力．一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统．如果将前面两辆汽车看做一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看做一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内部物体之间的作用力，是内力.　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、.3．适用条件系统不受外力或者所受外力的矢量和为零．1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒．(×)2．只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒．(×)3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零．(√)1．系统总动量为零，是不是组成系统的每个物体的动量都等于零？【提示】　不是．系统总动量为零，并不一定是每个物体的动量都为零，还可以是几个物体的动量并不为零，但它们的矢量和为零．2．动量守恒定律和牛顿第二定律的适用范围是否一样？【提示】　动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广．自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律，而牛顿运动定律有其

4、局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接近光速的物体，牛顿运动定律不再适用．如图1632所示，两小球m1和m2在光滑的水平面上沿同一直线同向匀速运动，且v2＞v1，两球相撞后的速度分别为v1′和v2′.图1632探讨1：两球在碰撞过程中系统动量守恒吗？若守恒，请写出动量守恒表达式．【提示】　守恒，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.探讨2：试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前动量m1v1＋m2v2和碰后动量m1v1′＋m2v2′的关系．【提示】　设m1和m2间的相互作用力分别为F1，F2，相互作用时间为t，根据动量定理可得：F1t＝m1v1′－m1v1，F2t＝

5、m2v2′－m2v2.由牛顿第三定律可得：F1＝－F2.故有：m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2)即：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.1．对系统“总动量保持不变”的理解(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不仅仅是初、末两个状态的总动量相等．(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化．(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变．2．动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力或所受合外力为0.(2)系统受外力作用，合外力也不为0，但合外力远远小于内力．这种情况严格地说只是动量近似

6、守恒，但却是最常见的情况．(3)系统所受到的合外力不为0，但在某一方向上合外力为0，或在某一方向上外力远远小于内力，则系统在该方向上动量守恒．3．动量守恒定律的五个性质(1)矢量性：定律的表达式是一个矢量式，其矢量性表现在：①该式说明系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同．②在求初、末状态系统的总动量p＝p1＋p2＋…和p′＝p1′＋p2′＋…时，要按矢量运算法则计算．如果各物体动量的方向在同一直线上，要选取一正方向，将矢量运算转化为代数运算．(2)相对性：在动量守恒定律中，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对地的速度．(3)条件性

7、：动量守恒定律的成立是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件．(4)同时性：动量守恒定律中p1、p2…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量．(5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．4．动量守恒定律的三种表达式(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统相互