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1、16.3 动量守恒定律 【学习过程】 一、系统 内力和外力【自学】阅读课本12页：完成下面练习。1、系统：相互作用的物体组成系统.(系统内有几个物体？_)2、内力：_物体相互间的作用力3、外力：_对系统内物体的作用趣味思考：假设你的头发能够足够承受你的重力，你能否揪着自己的头发将自己提离地面？二、动量守恒定律【合作探究】完成下面练习。模型：如图所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v2v1。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别是v1和v2。碰撞过程中第一个球所受另一个球对它的作用力是F1，第二个球所
2、受另一个球对它的作用力是F2。推导过程：根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是：_，_根据牛顿第三定律，F1与F2大小_，方向_，即_所以有：_碰撞时两球之间力的作用时间很短，用t表示。这样，加速度与碰撞前后速度的关系就是：_，_把加速度的表达式代入_，移项后得到：_上式的物理意义是：_【讲解提高】结论：从上面的分析还可以看出，两个物体碰撞过程中的每个时刻都有_，因此上面结论对过程中的任意两时刻的状态_也就是说，系统的动量在整个过程中一直_。因此，我们才说这个过程中动量是_的。【自学指导】阅读课本13页，完成下面练习。1.动量守恒定律:（1）内容：如果一个系统_，或者_，这个系统的总动
3、量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。（2）守恒条件：_或者_（3）表达式：（4）说明：矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先；速度的相对性：即所用速度都是相对_而言的。一般以_为参考系。同时性：动量守恒指系统在_的动量恒定。等号左边是作用前系统内各物体动量在同一时刻的矢量和，等号右边是作用后系统内各物体动量在另一同时刻的矢量和不是同一时刻的动量不能相加注意：正确认识动量守恒定律，（1）区分内力和外力 （2）在总动量一定的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化【自我检测】1、下列关于动量守恒的论述正确的是（）A某物体沿着斜面下滑，物体的动量守恒B系统在某方向上所受的合外力为零，则系统在该
4、方向上动量守恒C如果系统内部有相互作用的摩擦力，系统的机械能必然减少，系统的动量也不再守恒D系统虽然受到几个较大的外力，但合外力为零，系统的动量仍然守恒2、把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是A枪和弹组成的系统，动量守恒B枪和车组成的系统，动量守恒C三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒D三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零3. 在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端。在连续敲打下，这辆车
5、能持续地向右运动吗？说明理由。4. A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5kg，速度是9m/s，B的质量是2kg，速度是6m/s，A从后面追上B，相互作用一段时间后，B的速度增大为10m/s，方向不变，这时A的速度为多大？方向如何？以上过程中除A、B两物体的相互作用外，其他的力可以忽略。三、 动量守恒定律的理解和应用应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法（1）分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统
6、是由哪些物体组成的。（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。（4）确定好正方向建立动量守恒方程求解。【例1】在列车编组站里，一辆m1=1.8104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。
7、求货车碰撞后运动的速度。【例题2】一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将燃尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1，求炸裂后另一块的速度，v2。四、动量守恒定律的普适性【自学指导】阅读课本15页动量守恒定律的普适性，完成提纲。1.用牛顿运动定律解决问题要_力。但是动量守恒定律只涉及过程的_，与_的细节无关。这样，问题往往能大大简化。2.牛顿运动定律只适用于_、_运动问题，而动量守恒定律适用于_、_运动。3.动量守恒定律是一个_的_规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。【课堂检测】1、两物体组成的系统总动量守恒，这个
8、系统中（）A一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度B两个物体的动量变化总是大小相等，方向相反C.系统的总动量始终为零 D系统总动量的变化为零2、两个相向运动的物体碰撞后都静止，这说明两物体原来的()A速度大小相等B质量大小相等C动量大小相等D动量相同3、一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时()A要使小车静止不动，甲乙速率必相等B要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大C要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大D要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小4、一人静止于完全光滑的水平冰面上现欲离开冰面，下列可行的方祛是()A向后踢腿B手臂向前甩
9、C在冰面上滚动D脱下外衣水平抛出5质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大6. A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的2倍、B的质量是A的4倍。A以已知速度v向静止的B粒子飞去。由于库仑斥力，他们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，然后各自以新的速度做匀速直线运动。设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，请在以上信息中选择有用的已知条件，计算A、B之间的距离最近时它们各自的速度。7. 某机车以0.8m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着由于第二节车厢相碰，就这样直到碰到最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。8. 甲乙两个物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是6m/s，乙物体的速度是2m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是4m/s，求甲乙两物体的质量之比。9. 细线下吊着一个质量为m1的沙袋，构成一个单摆，摆长为l,一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是，求子弹射入沙袋前的速度。
