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1．系统　内力和外力(1)相关概念系统——相互作用的几个物体所组成的整体。内力——系统内各物体之间的相互作用力。外力——外部其他物体对系统内物体的作用力。(2)内力和外力的转化选择的系统不同，同一个力的“身份”可能不同。内力和外力因系统选取不同可相互转化。【例1】如图所示，光滑水平面上有一质量为M的小车A，其上面有一个质量为m的物体B正在沿粗糙曲面下滑。以A和B两个物体为系统，试分析系统的内力和外力分别是哪些力。解析：B和A之间的作用力是系统内的物体之间的相互作用力，是内力。具体地说，A对B的弹

2、力和摩擦力以及B对A的反作用力(压力和摩擦力)是内力。地球是系统外的物体，因此，地球施于A和B的重力以及地面对A的弹力是外力。答案：见解析2．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0，那么这个系统的总动量保持不变。(2)动量守恒定律的数学表达式：①守恒式：p1＋p2＝p1′＋p2′或p＝p′。其含义是：系统作用前后的总动量相等。②转移式：Δp1＝－Δp2，其含义是：系统中某一部分物体动量的增加量等于其余部分物体动量的减少量。(3)动量守恒定律成立的条件：①系统不受外力作用时，系统动量守

3、恒；②系统所受外力矢量之和为零，则系统动量守恒。(4)“守恒”的含义定律中的“守恒”有两层含义：①系统作用前后的总动量的大小和方向都不变；②在整个动量守恒的过程中，系统在任意两个状态下的总动量相等。【例2】在光滑水平面上，A、B两小车中间有一弹簧，如图所示。用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是(　　)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，再放开右手后，总动量向左D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复

4、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：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，A对；先放开左手，再放开右手后，是指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，B错；先放开左手，系统就在右手作用下，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，C对；其实，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，那么放手后系统的

5、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就与放开最后一只手后系统所具有的总动量相等，既不为零，D对。答案：ACD谈重点动量守恒定律适用条件动量守恒定律同机械能守恒定律一样有一定的适用条件，在应用时，首先要看是否满足系统受的合外力为零。若合外力不为零，则系统动量不守恒。3．动量守恒定律的“基本性质”(1)动量守恒定律的系统性和过程性①动量守恒定律是对相互作用的物体系统而言的，指的是系统内所有物体的总动量守恒，并非指系统中每个物体的动量都不变。②物体间的相互作用存在于过程中，在多

6、个物体组成的系统中，有时存在多个作用阶段，不同阶段参与作用的物体不同。因此，系统的选取不同、阶段不同，动量不一定总是守恒的。要弄清哪个阶段满足守恒条件，哪个阶段动量不守恒，不可盲目套用动量守恒定律。【例3－1】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，如图所示。当撤去外力后，下列说法正确的是(　　)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和b组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a和

7、b组成的系统动量不守恒解析：在a未离开墙壁前，墙壁对a有弹力的作用，所以a和b构成的系统动量不守恒，选项A错误、选项B正确。当a离开墙壁后，a和b组成的系统所受外力之和为零，所以系统的动量守恒，选项C正确、选项D错误。答案：BC(2)动量守恒定律的矢量性动量守恒方程是一个矢量方程。对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取正方向相同的动量为正，相反为负。若方向未知，可设为与正方向相同列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的方向。【例3－2】质量为m的甲球以水平速度v与

8、静止在光滑水平面上的质量为3m的乙球正碰，甲球的速度变为原来的1/2，则碰后乙球的速度是(以v的方向为正方向)(　　)A．v　　　　　　　　　B．－vC．－v/2D．v/2解析：以甲球碰前速度v方向为正，则碰后乙的速度一定为正，选项B、C错误；若碰后甲、乙同向运动且乙的速度为v，则碰后总动量m·＋3m·v＝3.5mv＞mv(碰前)，选项A错。所以碰后甲一定与正方向相反，则mv＝m(－)