新步步高学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 3 动量守恒定律导学案 新人教版选修35Word下载.docx

1、（3）系统在某个方向上的合外力为零时，系统在该方向上动量守恒3动量守恒定律的表达式：（1）m1v1m2v2m1v1m2v2（作用前后动量相等）（2）p0（系统动量的增量为零）（3）p1p2（相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反）二、动量守恒定律的理解和简单应用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）

2、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一、动量守恒的条件判断例1如图2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（）图2A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答案C针对训练如图3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

3、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（）图3A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答案ACD解析A项，在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力（内力）作用，故动量守恒，即系统的总动量始终为零B项，先放开左手，再放开右手后，两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的C项，先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统

4、的动量仍守恒，即此后的总动量向左D项，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变若两手同时放开，那么放开后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量也是守恒的，但不为零二、动量守恒定律的应用例2质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg、以4 m/s的速度向左运动的小球B，碰撞后B球恰好静止，求碰撞后A球的速度解析两球在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统所受合外力为零，系统动量守恒取A球初速度方向为正方向初状态：vA6m/s，vB4 m/s末状态：vB0，vA？（待求）根据动量守恒定

5、律，有mAvAmBvBmAvA，得vA0.67m/s其中负号表示A球向左运动答案0.67m/s，方向向左例3质量M100kg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、乙两游泳者在同一水平线上，甲朝左、乙朝右以3m/s的速率跃入水中，则（）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小船仍静止解析设水平向右为正方向，两游泳者同时跳离小船后小船的速度为v，根据甲、乙两游泳者和小船组成的系统动量守恒有m甲v甲m乙v乙Mv0，代入数据，可得v0.6m/s，其中负号表示小船向左运动

6、，所以选项B正确答案B动量守恒定律1（动量守恒的条件判断）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、子弹和车，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三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，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答案D解析由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力（两外力平衡）外，不受其他外力，动量守恒子弹和枪筒之间的力应为系统的内力，对系统的总动量没有影响，故选项C错误分开枪和车，则枪和子

7、弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，动量都不守恒，正确选项为D.2（动量守恒的条件判断）如图4所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（）图4A动量守恒、机械能守恒B动量不守恒、机械能不守恒C动量守恒、机械能不守恒D动量不守恒、机械能守恒解析在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒（此瞬间弹簧尚未形变）子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒（墙壁对弹

8、簧的作用力是系统外力，且外力不等于零）若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒，故正确选项为B.3（动量守恒定律的应用）如图5所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则（）图5A木块的最终速度为v0B由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C车表面越粗糙，木块减少的动量越多D车表面越粗糙，小车获得的动量越多答案A解析由m和M组成的系统水平方向动量守恒易得A正确；m和M动量的变化与小车上表

9、面的粗糙程度无关，因为车足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关4（动量守恒定律的应用）将两个完全相同的磁铁（磁性极强）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2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图6所示图6（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？答案（1）1m/s向右（2）0.5 m/s向右解析两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒，设向右为正方向（1）据动量守恒得：mv甲mv乙mv甲，代入数据解得v甲v甲v乙（32）

10、 m/s1 m/s，方向向右（2）两车相距最小时，两车速度相同，设为v，由动量守恒得：mv甲mv乙mvmv.解得vm/s0.5 m/s，方向向右题组一动量守恒的条件判断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（）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，不适用于微观粒子解析牛顿运动定律只适合研究低速、宏观问题，动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的各个领域2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上施加向左的水平力使弹簧压缩，如

11、图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）Aa尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒Ca离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒Da离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒答案BC3两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（）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2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（）A男孩和木箱组成的系统动量守恒B小车

12、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解析由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项A、B错误，C正确；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项D错误题组二动量守恒定律的应用5如图3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1 m/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（）A23B25C35D53解析选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有m甲v1m乙v2m甲v1m乙v2，

13、代入数据，可得m甲m乙35，选项C正确6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小于10m/sB大于10m/s，小于20 m/sC大于20m/s，小于30 m/sD大于30m/s，小于40 m/s解析两车碰撞过程中尽管受到地面的摩擦力作用，但远小于相互作用的内力（碰撞力），所以可以认为碰撞过程动量守恒依题意，碰撞后两车以共同速度向南滑行，即碰撞后系统的末动量方向向南设长途客车和卡车的

14、质量分别为m1、m2，撞前的速度大小分别为v1、v2，撞后共同速度为v，选定向南为正方向，根据动量守恒定律有m1v1m2v2（m1m2）v，又v0，则m1v1m2v20，代入数据解得v2v110m/s.故选项A正确7如图4所示为2014年索契冬奥会上中国女子冰壶队员投掷冰壶的镜头在某次投掷中，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0.3 m/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（）A0.1m/s B0.7 m/sC0.1m/s D0.7 m/s解析根据动量守恒定律有：mv0mv对mv中代入数据，解得：

15、v中0.1m/s.故选C.8如图5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（）Av0vBv0vCv0（v0v） Dv0（v0v）解析小船和救生员组成的系统满足动量守恒：（Mm）v0m（v）Mv解得vv0（v0v）故C项正确，A、B、D项均错9如图6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v

16、1为（）Av0v2Bv0v2Cv0v2Dv0（v0v2）解析对火箭和卫星由动量守恒定律得（m1m2）v0m2v2m1v1解得v1v0（v0v2）故选D.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（）AMv0MvmvBMv0（Mm）vmvCMv0（Mm）vm（vv0）DMv0（Mm）vm（vv）解析发射炮弹的过程，系统动量守恒，发射前，系统的总动量为Mv0，射出炮弹后，炮艇的质量变为Mm，速度为v，炮弹质量为m，对地速度为vv，所以系统总动量为（Mm）vm（vv），本题选

17、D.11如图7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0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向图7答案0.02m/s离开空间站方向解析以飞船为参考系，据动量守恒定律：（mAmB）v0mAvAmBvB，解得vB0.02m/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m10.5kg，v12m/s，m23 kg，v21 m/s.两小车相碰后，乙车的速度减小为v20.5m/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解析设碰前甲车运动的方向为正方向对两车组成的系统，由于在光滑的水平面上运动，作用在系统上的水平方向的外力为零，故由动量守恒定律有m1v1m2v2m1v1m2v2得v1m/s1 m/s.负号表示甲车在相碰后速度的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？答案解析以车厢与列车组成的系统为研究对象，因合外力为零，系统内的物体不管有无相互作用，系统总动量守恒设列车的速度为v，则有Mv（Mm）v，所以vv.