高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律课堂导引素材新人教版选修3-5

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1、3动量守恒定律互动课堂疏导引导1.动量守恒定律的应用应用动量守恒定律解决问题关键要注意二点：第一是根据动量守恒的条件选取合适的系统，第二是分清系统初、末状态的动量.应用动量守恒定律表达式列方程吋，必须明确过程的初状态和末状态，对于碰撞过程来说，初状态是指刚开始发生相互作用时的状态，末状态是指相互作用刚结束时的状态，只要抓住过程的初末状态，而无须考虑过程的细节，根据动量守恒定律即可求解碰撞问题.2.碰撞及类碰撞过程的特点（1）时间特点：在碰撞、爆炸现象中，相互作用时间很短.（2）相互作用力特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后再急剧减小，平均作用力很大.

2、（3）动量守恒条件特点：系统的内力远远大于外力，所以，系统即使所受外力之和不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒.（4）位移特点：碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的，时间极短，所以，在物体发生碰撞、爆炸的瞬I'可，可忽略物体的位移，可以认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置.（5）能量特点：碰前总动能丘与碰后总动能满足：E&EJ.（6）速度特点：碰后必须保证不穿透对方.3•如何理解“系统所受外力之和不为零，但内力远大于外力”的条件在碰撞现象中，相互作用的时间很短，相互作用力先急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大.把相互碰撞的物体作为一个系统来看待，外力通常远小于碰撞物

3、体之间的内力，可以忽略不计，认为碰撞过程中动量守恒•譬如，炸弹在空中爆炸时，所受合外力一一重力虽不为零，但重力比起炸弹碎块间的相互作用的内力小得多，故可认为爆炸过程炸弹系统（各碎块）的动量守恒.再如子弹打木块问题屮，子弹与木块Z间相互作用时间很短，此过程外力比内力小得多，故可认为此过程系统的动量守恒.4.如何理解“在某一方向上动量守恒”的条件若系统所受的外力之和不为零，但在某一方向上的合力为零,则在这一方向上动量守恒.譬如，人跳到光滑水平面上行驶的车上时，由于人和车在竖直方向的冲击作用，此时地面对车的支持力大于重力，对人、车系统合外力不为零，总动量不守恒.但此系统水

4、平方向不受外力作用，故满足水平方向上动量守恒•再如，小球放在光滑水平面上的弧形槽内所组成的活学巧用【例1】两只小船平行逆向航行，如图16-3-2所示，航线邻近，当它们头尾相齐时，由每一只船上各投质量沪50kg的麻袋到对面一只船上去，结果载重较小的一只船停了下来，另一只船则以尸&5m/s的速度向原方向航行，设两只船及船上的载重量分别为妒500kg及加二1000kg,问：在交换麻袋前两只船的速率为多少？（水的阻力不计）5思路解析：选取小船和从大船投过的麻袋为系统，并以载重较小的船的速度为正方向，根据动量守恒定律有：5-加)v-n/v2=0即450旳-50巾二0①选取大船

5、和从小船投过的麻袋为系统有：-V2^mv=-nkv即-950呼50冲-1000X8.5kg・m/s②选取四个物体为系统有：nhv-nhv-^-nhv即500ri~l000卩2二T000X8.5kg•m/s③联立①②③式屮的任意两式解得：vi=liii/s,胞二9m/s.答案：小船速度1m/s,大船速度9m/s.【例2】甲、乙两人均以2m/s的速度在冰上相向滑行，刃甲=50kg,刃乙=52kg,甲拿着一个质量A沪2kg的球，当甲将球传给乙，乙再传给甲，这样传球若干次后，乙的速度变为零，球在甲手中，求甲的速度.思路解析：无论传球多少次，甲、乙两人和球组成的系统动量守恒

6、.(m甲+Azz7)^in乙v=5甲+Uv甲即(50+2)X2-52X2=(50+2)卩甲得/甲=0.答案：0【例3】在光滑水平面上，质量为/〃的小球/以速度旳与质量为3刃的静止小球〃发生正碰,碰后力球的速率为试求碰后〃球的速度兀的大小.思路解析：设力球初速度方向为正，假设碰后力球仍沿原方向运动，则据动量守恒定律知:=m号十3mvB得vRvo6由于碰后儿〃两球都沿正方向运动，且〃球在前力球在后，应有：匕K%而实际计算结果是内〉仏因此，不会出现这种情况，即碰后力球不能沿原方向运动，因此碰后A球被反弹,据动量守恒定律有：mv0=-m答案：仏2【例4】手榴弹在离地高力处

7、时的速度方向恰好沿水平方向，速度大小为*此时，手榴弹炸裂成质量相等的两块，设消耗的火药质量不计，爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左,速度大小为3儿那么两块弹片落地点之间的水平距离是多大？解析：手榴弹在空中爆炸吋间极短，且重力远小于爆炸力，故手榴弹在爆炸的瞬间动量守恒,设炸后每块质量为刃，向左为正方向，则由动量守恒定律得：2〃"加・3升〃0,则后半块速度/二-兀即/方向向右，由平抛运动知，弹片落地时间s=3v•t+