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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3m/s，乙车速度大小为2m/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)1m/s向右(2)0.5m/s向右8、质量M＝100kg的小船静止在水面上，船首站着质量m甲＝40kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60kg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3m/s的速率跃入水中，则(B)A．小船向左运动，速率为1m/sB．小船向左运动，速率为0.6m/sC．小船向右运动，速率大于1m/sD．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1m/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∶3B．2∶5C．3∶5D．5∶36．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/sB．大于10m/s，小于20m/sC．大于20m/s，小于30m/sD．大于30m/s，小于40m/s7．冰壶是冬奥会的一项技巧性项目．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3m/s的速度向前滑行．若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为(C)A．－0.1m/sB．－0.7m/sC．0.1m/sD．0.7m/s8．如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(C)A．v0＋mMvB．v0－mMvC．v0＋mM(v0＋v)D．v0＋mM(v0－v)9．如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(D)A．v0－v2B．v0＋v2C．v0－m2m1v2D．v0＋m2m1(v0－v2)10．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对炮艇的水平速度v沿前进方向发射一质量为m的炮弹，射出炮弹后炮艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是(D)A．Mv0＝Mv′＋mvB．Mv0＝(M－m)v′＋mvC．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)D．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)11．如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/s，求此时B的速度大小和方向．答案0.02m/s离开空间站方向12．甲、乙两个玩具小车在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的质量和速度大小分别为m1＝0.5kg，v1＝2m/s，m2＝3kg，v2＝1m/s.两小车相碰后，乙车的速度减小为v2′＝0.5m/s，方向不变，求甲车的速度v1′.答案1m/s，方向与乙车的速度方向相同．13．一辆列车总质量为M，在平直的轨道上以速度v匀速行驶，突然，一节质量为m的车厢脱钩，假设列车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当后一节车厢刚好静止时，前面列车的速度为多大？答案MM－mv