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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-5 动量守恒定律动量守恒定律第十六章第十六章第三节动量守恒定律第三节动量守恒定律 第十六章第十六章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位能正确区分内力与外力能正确区分内力与外力理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件道定律的适用条件 会用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题会
2、用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题课堂情景切入课堂情景切入有有两两位位同同学学原原来来静静止止在在滑滑冰冰场场上上，不不论论谁谁推推谁谁一一下下(如如图图)，两两个个人人都都会会向向相相反反方方向向滑滑去去，他他们们的的动动量量都都发发生生了了变变化化。两两个个人人本本来来都都没没有有动动量量，现现在在都都有有了了动动量量，他他们们的的动动量量变变化化服服从从什么规律呢？现在来探究这个规律。什么规律呢？现在来探究这个规律。知识自主梳理知识自主梳理1系统系统相互作用的两个或几个物体组成一个力学相互作用的两个或几个物体组成一个力学_。2内力内力系统系统_物体间的相互作用力。物体间的相互作用力。3外
3、力外力系统系统_的物体对系统的物体对系统_的物体的作用力。的物体的作用力。系统、内力和外力系统、内力和外力系统系统内部内部以外以外以内以内1内容内容如如果果一一个个系系统统不不受受_，或或者者所所受受_的的矢矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。量和为零，这个系统的总动量保持不变。2表达式表达式对两个物体组成的系统，常写成：对两个物体组成的系统，常写成：p1p2_或或m1v1m2v2_3适用条件适用条件系统不受系统不受_或者所受或者所受_之和为零。之和为零。动量守恒定律动量守恒定律外力外力外力外力p1p2m1v1m2v2外力外力外力外力动动量量守守恒恒定定律律是是一一个个独独立立的的实实验验规
4、规律律，它它适适用用于于目目前前为为止止物理学研究的物理学研究的_领域。领域。动量守恒定律的普适性动量守恒定律的普适性一切一切重点难点突破重点难点突破一、对动量守恒定律的理解一、对动量守恒定律的理解1研究对象研究对象相互作用的物体组成的系统。相互作用的物体组成的系统。2对系统对系统“总动量保持不变总动量保持不变”的理解的理解(1)系系统统在在整整个个过过程程中中任任意意两两个个时时刻刻的的总总动动量量都都相相等等，不不能能误认为只是初、末两个状态的总动量相等。误认为只是初、末两个状态的总动量相等。(2)系系统统的的总总动动量量保保持持不不变变，但但系系统统内内每每个个物物体体的的动动量量可可能
5、能都在不断变化。都在不断变化。(3)系系统统的的总总动动量量指指系系统统内内各各物物体体动动量量的的矢矢量量和和，总总动动量量不不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。3表达式表达式app，表示系统的总动量保持不变；，表示系统的总动量保持不变；在在一一维维情情况况下下，对对由由A、B两两物物体体组组成成的的系系统统有有：m1v1m2v2m1v1m2v2。bp1p2，表表示示一一个个物物体体的的动动量量变变化化与与另另一一个个物物体体的动量变化大小相等、方向相反；的动量变化大小相等、方向相反；cp0，表表示示系系统统的的总总动动量量增增量量为为零零，即即
6、系系统统的的总总动动量量保持不变。保持不变。4动量守恒定律的动量守恒定律的“五性五性”(1)条条件件性性：动动量量守守恒恒定定律律是是有有条条件件的的，应应用用时时一一定定要要首首先先判断系统是否满足守恒条件。判断系统是否满足守恒条件。a系系统统不不受受外外力力作作用用，这这是是一一种种理理想想化化的的情情形形，如如宇宇宙宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。b系系统统虽虽然然受受到到了了外外力力的的作作用用，但但所所受受外外力力的的和和即即合合外外力力为为零零。象象光光滑滑水水平平面面上上两两物物体体的的碰碰撞撞就就是是这这种种
7、情情形形，两两物体所受的重力和支持力的合力为零。物体所受的重力和支持力的合力为零。c系系统统所所受受的的外外力力远远远远小小于于系系统统内内各各物物体体间间的的内内力力时时，系系统统的的总总动动量量近近似似守守恒恒。抛抛出出去去的的手手榴榴弹弹在在空空中中爆爆炸炸的的瞬瞬间间，弹弹片片所所受受火火药药的的内内力力远远大大于于其其重重力力，重重力力完完全全可可以以忽忽略略不不计计，动量近似守恒。动量近似守恒。d系系统统所所受受的的合合外外力力不不为为零零，即即F外外0，但但在在某某一一方方向向上上合外力为零合外力为零(Fx0或或Fy0)，则系统在该方向上动量守恒。，则系统在该方向上动量守恒。e系
8、系统统受受外外力力，但但在在某某一一方方向向上上内内力力远远大大于于外外力力，也也可可认为在这一方向上系统的动量守恒。认为在这一方向上系统的动量守恒。(2)矢量性：定律的表达式是一个矢量式。矢量性：定律的表达式是一个矢量式。a该该式式说说明明系系统统的的总总动动量量在在任任意意两两个个时时刻刻不不仅仅大大小小相相等等，而且方向也相同。而且方向也相同。b在在求求系系统统的的总总动动量量pp1p2时时，要要按按矢矢量量运运算算法法则计算。则计算。(3)相相对对性性：动动量量守守恒恒定定律律中中，系系统统中中各各物物体体在在相相互互作作用用前前后后的的动动量量，必必须须相相对对于于同同一一惯惯性性系
9、系，各各物物体体的的速速度度通通常常均均为为相相对于地的速度。对于地的速度。(4)同同时时性性：动动量量守守恒恒定定律律中中p1、p2必必须须是是系系统统中中各各物物体体在在相相互互作作用用前前同同一一时时刻刻的的动动量量，p1、p2必必须须是是系系统统中中各各物物体体在相互作用后同一时刻的动量。在相互作用后同一时刻的动量。(5)普普适适性性：动动量量守守恒恒定定律律不不仅仅适适用用于于两两个个物物体体组组成成的的系系统统，也也适适用用于于多多个个物物体体组组成成的的系系统统。不不仅仅适适用用于于宏宏观观物物体体组组成成的的系系统，也适用于微观粒子组成的系统。统，也适用于微观粒子组成的系统。特
10、别提醒：特别提醒：(1)分分析析动动量量守守恒恒时时要要着着眼眼于于系系统统，要要在在不不同同的的方方向向上上研研究究系统所受外力的矢量和。系统所受外力的矢量和。(2)要深刻理解动量守恒的条件。要深刻理解动量守恒的条件。(3)系系统统动动量量严严格格守守恒恒的的情情况况是是很很少少的的，在在分分析析守守恒恒条条件件是是否满足时，要注意对实际过程的理想化。否满足时，要注意对实际过程的理想化。答答案案：当当把把锤锤头头打打下下去去时时，锤锤头头向向右右摆摆动动，系系统统总总动动量量要要为为零零，车车就就向向左左运运动动；举举起起锤锤头头时时，锤锤头头向向左左运运动动，车车就就向向右右运运动动。用用
11、锤锤头头连连续续敲敲击击时时，车车只只是是左左右右运运动动，一一旦旦锤锤头头不不动动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动。车就会停下来，所以车不能持续向右运动。二、应用动量守恒定律解题的基本步骤二、应用动量守恒定律解题的基本步骤1分分析析题题意意，合合理理地地选选取取研研究究对对象象，明明确确系系统统是是由由哪哪几几个物体组成的。个物体组成的。2分分析析系系统统的的受受力力情情况况，分分清清内内力力和和外外力力，判判断断系系统统的的动量是否守恒。动量是否守恒。3确确定定所所研研究究的的作作用用过过程程。选选取取的的过过程程应应包包括括系系统统的的已已知知状状态态和和未未知知状状态态，通通常常
12、为为初初态态到到末末态态的的过过程程，这这样样才才能能列列出出对解题有用的方程。对解题有用的方程。4对对于于物物体体在在相相互互作作用用前前后后运运动动方方向向都都在在一一条条直直线线上上的的问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。5建立动量守恒方程，代入已知量求解。建立动量守恒方程，代入已知量求解。考点题型设计考点题型设计动量是否守恒的判断动量是否守恒的判断D无无论论是是否否同同时时放放手手，只只要要两两手手都都放放开开后后，在在弹弹簧簧恢恢复复原原长长的的过过程程中中，系系统统总总动动量量都都保保持持不不变变，但但系系统统
13、的的总总动动量量不不一一定为零定为零解解析析：当当两两手手同同时时放放开开时时，系系统统的的合合外外力力为为零零，所所以以系系统统的的动动量量守守恒恒，又又因因为为开开始始时时总总动动量量为为零零，故故系系统统总总动动量量始始终终为为零零，选选项项A正正确确；先先放放开开左左手手，左左边边的的小小车车就就向向左左运运动动，当当再再放放开开右右手手后后，系系统统所所受受合合外外力力为为零零，故故系系统统的的动动量量守守恒恒，放放开开右右手手时时总总动动量量方方向向向向左左，放放开开右右手手后后总总动动量量方方向向也也向向左左，故故选选项项B错而错而C、D正确。综合上述分析可知选项正确。综合上述分
14、析可知选项A、C、D正确。正确。答案：答案：ACDA仅仅当当A、B与与平平板板车车上上表表面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数之之比比为为A B2 3时，时， A、B、C组成系统的动量才守恒组成系统的动量才守恒B无无论论A、B与与平平板板车车上上表表面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数是是否否相相同同， A、B、C组成系统的动量都守恒组成系统的动量都守恒C因因为为F1、F2等等大大反反向向，故故A、B组组成成的的系系统统的的机机械械能能守守恒恒D若若A、B与与小小车车C上上表表面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数相相同同，则则C与与B的运动方向相同的运动方向相同答案：答案：B解解析析：取取A、B、C组组成
15、成的的系系统统为为研研究究对对象象，当当施施加加等等大大反反向向的的水水平平恒恒力力时时，该该系系统统所所受受的的合合外外力力为为零零，系系统统的的动动量量守守恒恒，故故A错错B对对；因因F1、F2对对A、B做做正正功功，故故A、B组组成成的的系系统统机机械械能能增增加加，C错错；若若动动摩摩擦擦因因数数相相同同，则则摩摩擦擦力力fAfB，故故C与与A运运动的方向相同，所以选项动的方向相同，所以选项D错误。错误。动量守恒的应用动量守恒的应用解解析析：(1)A与与B碰碰后后瞬瞬间间，C的的运运动动状状态态未未变变，B速速度度最最大大。由由A、B系统动量守恒系统动量守恒(取向右为正方向取向右为正方
16、向)有：有：mAv00mAvAmBvB代入数据得：代入数据得：vB4m/s。(2)B与与C相相互互作作用用使使B减减速速、C加加速速，由由于于B板板足足够够长长，所所以以B和和C能能达达到到相相同同速速度度，二二者者共共速速后后，C速速度度最最大大，由由B、C系系统动量守恒，有统动量守恒，有mBvB0(mBmC)vC代入数据得：代入数据得：vC3.2m/s答案：答案：(1)4m/s(2)3.2m/s答案：答案：0.02m/s远离空间站方向远离空间站方向解解析析：根根据据动动量量守守恒恒，(mAmB)v0mAvAmBvB，代代入入数数 据可解得据可解得vB0.02m/s，方向为离开空间站方向。，
17、方向为离开空间站方向。动量守恒的临界问题动量守恒的临界问题解解析析：如如图图所所示示，在在甲甲推推出出箱箱子子的的过过程程中中，甲甲和和箱箱子子组组成成的的系系统统动动量量守守恒恒。乙乙接接到到箱箱子子并并和和乙乙一一起起运运动动的的过过程程中中，乙乙和和箱箱子子组组成成的的系系统统动动量量也也是是守守恒恒的的，分分别别选选甲甲、箱箱子子为为研研究究对对象象，箱箱子子、乙乙为为研研究究对对象象求求解解。要要想想刚刚好好避避免免相相撞撞，要要求求乙乙抓抓住住箱箱子后与甲的速度正好相等。子后与甲的速度正好相等。设设甲甲推推出出箱箱子子后后的的速速度度为为v1，箱箱子子的的速速度度为为v，乙乙抓抓住
18、住箱箱子后的速度子后的速度v2。对对甲甲和和箱箱子子，推推箱箱子子前前后后动动量量守守恒恒，以以初初速速度度方方向向为为正正，由动量守恒定律：由动量守恒定律：(Mm)v0mvMv1对对乙乙和和箱箱子子，抓抓住住箱箱子子前前后后动动量量守守恒恒，以以箱箱子子初初速速方方向向为为正，由动量守恒定律有：正，由动量守恒定律有：mvMv0(mM)v2刚好不相撞的条件是：刚好不相撞的条件是：v1v2联联立立解解得得：v5.2m/s，方方向向与与甲甲和和箱箱子子初初速速的的方方向一致。向一致。答案：答案：5.2m/s，方向与甲的初速度方向相同，方向与甲的初速度方向相同点点评评： 本本题题从从动动量量守守恒恒定定律律的的应应用用角角度度看看并并不不难难，但但需需对对两两个个物物体体的的运运动动关关系系分分析析清清楚楚(乙乙和和箱箱子子、甲甲的的运运动动关关系系如如何何，才才能能不不相相撞撞)。这这就就需需要要我我们们要要将将“不不相相撞撞”的的实实际际要要求求转转化化为为物物理理条条件件，即即：甲甲、乙乙可可以以同同方方向向运运动动，但但只只要要乙乙的的速速度度不不小小于于甲的速度，就不可能相撞。甲的速度，就不可能相撞。答案：答案：3次次易错案例剖析易错案例剖析正确答案：正确答案：B
