(动量守恒定律和反冲运动.docVIP

年 级 高一 学 科 物理 版 本 通用版 内容标题 动量守恒定律和反冲运动 编稿老师 陈芙蓉 【本讲主要内容】 动量守恒定律和反冲运动 本讲的教学重点、难点是对动量守恒定律的理解及其守恒条件的判定。并且会对沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。应用动量守恒定律解决实际问题的基本思路和方法是本节重点。 【知识掌握】 【知识点精析】 1. 动量守恒定律 （1）从生活现象引入：两个同学静止在滑冰场上，总动量为0，用力推开后，总动量为多少？（接下来通过实验建立模型分析） （2）实验： 1）准备：在已调节水平的气垫导轨上放置两个质量相等的滑块，用细线连在一起处于被压缩状态。 2）解说实验操作过程 3）实际操作： 4）实验结论：两个物体在相互作用的过程中，它们的总动量是一样的。 （3）理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件 5）推导： 碰撞之前总动量：P=P1+P2=m1v1+m2v2 碰撞之后总动量：P=P1+P2=m1v1+m2v2 碰撞过程：F1·t= m1v1－m1v1 F2·t= m2v2－m2v2 由牛三定律有：F1·t=－ F2t m1v1－ m1v1=－（m22－m2v2） m1v1+m2v2=m1v1+m2v2’ 即：P= P 6）引入概念： ①系统：相互作用的物体组成系统。 ②外力：外物对系统内物体的作用力。 ③内力：系统内物体相互间的作用力。 分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 结论：相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 （4）动量守恒定律 1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。 2）注意点： 研究对象：系统（注意系统的选取） 区别：a. 外力的和：对系统或单个物体而言 b. 合外力：对单个物体而言 内力冲量只改变系统内物体的动量，不改变系统的总动量。 矢量性（即不仅对一维的情况成立，对二维的情况也成立，例如斜碰） 同一性（参考系的同一性，时刻的同一性） 作用前后，作用过程中，系统的总动量均保持不变。 （5）分析动量守恒定律成立条件： 1）F合=0（严格条件） 2）F内 远大于F外（近似条件），通常用于瞬间作用，如打击、碰撞、反冲、作用时间极短，立即达到共同速度等等关键词时，都可以用动量守恒定律来解决问题。 3）某方向上合力为0，在这个方向上动量守恒。 （6）适用范围（比牛顿定律具有更广的适用范围：微观、高速） 讨论动量守恒的基本条件。 【解题方法指导】 例1. 在光滑水平面上有一个弹簧振子系统，如图所示，两振子的质量分别为m1和m2， 讨论此系统在振动时动量是否守恒？ 解析：由于水平面上无摩擦，故振动系统不受外力（竖直方向重力与支持力平衡），所以此系统振动时动量守恒，即向左的动量与向右的动量大小相等。 练一练：如图所示，光滑水平面上放A、B两小车，两车之间有一轻质弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩，取两车及弹簧为一系统，则 A. 先放开B车后放开A车，系统的动量不守恒而机械能守恒 B. 先放开A车后放开B车，系统的动量守恒而机械能不守恒 C. 先放开A车后推动B车，系统的动量不守恒且机械能也不守恒 D. 同时放开A、B车，系统的动量守恒且机械能也守恒 正确答案：ACD 例2. 承上题，但水平地面不光滑，与两振子的动摩擦因数相同，讨论m1=m2和m1≠m2 两种情况下振动系统的动量是否守恒。 解析：m1和m2所受摩擦力分别为和。由于振动时两振子的运动方向总是相反的，所以f1和f2的方向总是相反的。 对m1和m2振动系统来说合外力，但注意是矢量和。实际运算时为 显然，若m1=m2，则，则动量守恒； 若 m1≠m2，则，则动量不守恒。 注意守恒条件的判定。 2. 反冲运动 演示实验：反冲小车实验 点燃酒精，将水烧成蒸汽，气压增大后将试管塞弹出，与此同时，小车后退。 与爆炸和反冲一类问题相似的还有碰撞类问题。 练一练：一个静止的，质量为M的不稳定的原子核，当它放出质量为m，速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度等于（ ） A. B. C. D. 正确答案：B 例3. 抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g，仍按原方向飞行