1.3 动量守恒定律导学案--高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

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1、高二物理选择性必修一1.3动量守恒定律导学案学习目标：1. 理解系统、内力、外力的概念，理解动量守恒成立的条件及定律的表达式的推导及应用。2.理解动量守恒的物理内涵，动量守恒定律方程的矢量性，应用动量守恒定律解决问题。学习过程：通过前面的学习，我们知道动能是力对位移的积累效应，并且通过动能定理认识到物体运动在功能关系方面的守恒性，现在我们又知道动量是力对时间的积累效应，那么在物体的运动过程中，是否也存在着关于动量的某种守恒的普适关系？ 动量定理揭示了一个物体动量变化的原因及量度，即物体动量要变化，则它要受到外力并持续作用一段时间，即物体要受到冲量。但是，由于力作用的相互性，任何受到外力作用的物

2、体将同时也要对施加该力作用的物体以反作用力，因此研究相互作用的物体系统总动量的变化规律，是值得我们研究的方向。如图所示在光滑水平面上，沿同一直线运动的质量分别为m1和m2的两物体的速度分别为v1和v2，发生碰撞之后它们的速度变为v1，和v2，v1v2F1F2设碰撞过程中两球受到的作用力恒定，分别为F1和F2，力的作用时间很短，用t表示，由牛顿第二定律得：F1=ma1，F2=ma2根据加速度的定义得：a1=v1v1t， a2=v2v2t 由牛顿第三定律得：F1=-F2，由以上几个公式可得：m1v1+m2v2= m1v1+m2v2结论：两球碰撞之前的动量之和等于 ，即碰撞过程中系统的动量 一、动量

3、守恒定律1.内容：如果一个系统不受外力作用或者所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变2. 系统 内力和外力在物理学中，把几个有相互作用的物体合称为系统，系统内物体间的相互作用力叫做 ，系统以外的物体对系统的作用力叫做 。内力是系统内物体之问的作用，外力是系统以外的物体对系统内物体的作用力。一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。例如公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将前面两辆汽车看作一个系统，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作一个系统，后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统内部物体之间的作用力，是内力。3.动量守恒定律

4、的几种表达式(1) pp (系统相互作用前的总动量p等于 )(2) p0 (系统总动量的增量等于 )(3) p1p2或m1v1m2v2 (由两个物体组成的系统，它们各自动量的增量大小 ，方向 )(4) m1v1m2v2m1v1m2v2 (由两个物体组成的系统，相互作用前的总动量等于 )4.动量守恒定律成立的条件：系统不受外力作用时，系统动量守恒；若系统所受外力之和为零，则系统动量守恒；系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒；系统总的来看不符合以上三条中的任意一条，则系统的总动量不守恒但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系

5、统在该方向上动量守恒。注意：为了方便理解和记忆，我们把以上四个条件简单概括为：为理想条件，为近似条件，为单方向的动量守恒条件。例题：关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是( )A.只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒C.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒D.系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量不一定守恒5动量守恒定律的适用范围它是自然界最普遍、最基本的规律之一不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域小到微观粒子，大到天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。6机械能守恒和动量守恒的比

6、较根据机械能守恒定律和动量守恒定律对物体初末运动状态进行分析时，不需要考虑复杂多变的运动过程，因此在动力学部分具有非常重要的地位，下面对二者进行对比分析定律名称对象条件结论实质动量守恒系统合外力为零系统总动量守恒两物体动量变化等大反向机械能守恒物体只有重力或弹力做功物体机械能守恒物体势能的减小等于动能的增加系统只有重力做功或系统内弹力做功系统机械能守恒甲物体机械能的减少等于乙物体机械能的增加与此同时，还应该注意：动量守恒和机械能守恒所研究的对象都可以是相互作用的系统，而且针对的都是某一过程；二者守恒条件不同：动量守恒取决于系统所受合外力是否为零，而机械能是否守恒则取决于是否仅有重力、弹力做功当

7、系统中存在内力时，显然不影响动量的守恒，但是机械能守恒还要看这对内力做功是否为零例题：一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )A 动量守恒，机械能守恒 B 动量守恒，机械能不守恒C 动量不守恒，机械能不守恒 D 动量不守恒，总动能减小7运用动量守恒定律解题的基本步骤和方法(1)选系统：即确定研究对象，恰当地选择系统，可使未知力转为内力，进而不在方程中出现(2)受力分析：对于多物体组成的系统，只分析系统所受的外力，而无须分析内力判断系统是否满足动

8、量守恒的条件，如果满足则进行下一步分析，否则需要考虑修改系统的划定范围(3)选过程定方向：即确定初、末状态，规定正方向(4)列方程：根据题意，选取恰当的动量守恒定律的表达形式，列方程求解课后作业：1.把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和车的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若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D枪、子弹和车组成的系统动量守恒2.如图所示的四幅图都是反映物理过程的图，下列选项中描述的系统动量守恒的是( )A.站在小车上的男孩用力推静止在光滑的水平面上的木箱

9、的过程中，男孩和小车组成的系统B光滑的水平面上压缩的轻质弹簧恢复原长的过程中，A、B两滑块组成的系统C两球匀速下降时细线断开，两球均在水面下方运动的过程中，两球组成的系统D木块沿光滑的斜面体由静止开始下滑的过程中，木块和斜面体组成的系统3.如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mAmB，经过相同的路程后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将（）A静止 B向右运动 C向左运动 D无法确定4.如图所示，质量m=10 kg的小车置于光滑水平面上，车上站着质量M=30 kg的小孩，开始人车以1 m/s的速度向右运动，后来小孩以相对车2

10、m/s的水平速度向右跳下，求小孩跳下后车的速度(设向右的方向为正方向)( )A0.5 m/s B2 m/s C-0.5 m/s D-2m/s5.质量为50 kg的人静止在甲船右侧，甲、乙两条船静止在水面上，它们的质量均为200 kg。人以对地速度v4 m/s从甲船跳上乙船，再从乙船跳回甲船。不计水的阻力。则()A人第一次从甲船跳出后，乙船的速度为1 m/sB人跳回甲船后，甲、乙两船的速度比v甲v乙11C人跳回甲船后，甲、乙两船的速度比v甲v乙54D人跳回甲船后，甲、乙两船的速度比v甲v乙456.如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上c车上有一小孩跳到b车上，

11、接着又立即从b车跳到a车上小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同他跳到a车上相对a车保持静止，此后( )Aa、b两车运动速率相等 Ba、c两车运动速率相等C三辆车的速率关系vcvavbDa、c两车运动方向相同7.如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆轨道的水平直径现将一小球从距A点正上方h 高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为 0.8h，不计空气阻力下列说法正确的是()A小球离开小车后做斜上抛运动B在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒C小球离开小车后做竖直上抛运动D小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.5hh0.8

12、h8.如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为=0.2。若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g10m/s2，求：A在小车上停止运动时，小车的速度大小。9.用力将质量M990 g的木球竖直上抛，在木球到达最高点时，一子弹正好从木球正下方竖直向上击中木球，之后木球又上升了h0.2 m。已知子弹的质量m10 g，击中木球后子弹未穿出，不计空气阻力和子弹与木球相互作用的时间，g取10 m/s2。(1)求子弹击中木球前的速度大小；(2)若子弹仍以(1)中的速度击中木球，但穿球而出，并测得此后木球又上升了h0.05 m，求子弹穿出木球时的速度大小。课后作业参考答案：D C B C D C C 8. 1m/s9.(1)200 m/s (2)101 m/s学科网（北京）股份有限公司