動量守恒定律及其應(yīng)用高二上學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修1

第2節(jié)動量守恒定律及其應(yīng)用第1章動量及其守恒定律結(jié)論

實驗結(jié)果表明，在氣墊導(dǎo)軌上，無論兩滑塊的質(zhì)量是否相等，它們在被彈開前的總動量為0，彈開后的總動量也幾乎為0。這說明氣墊導(dǎo)軌上的兩滑塊在相互作用前后的總動量幾乎是不變的。一個系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0時，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這稱為動量守恒定律大量研究表明：3、內(nèi)力與外力：系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力。F兩同學(xué)組成一個系統(tǒng)，之間互推的力即為內(nèi)力。各自受到的重力、支持力或摩擦力即為外力。系統(tǒng)內(nèi)物體受到系統(tǒng)外物體的作用力則稱為外力。相互作用的物體組成的系統(tǒng)動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一，不僅低速、宏觀領(lǐng)域遵循這一規(guī)律，高速（接近光速）、微觀（分子、原子的尺度）領(lǐng)域也遵循這一規(guī)律。動量守恒定律比牛頓運動定律的適用范圍更廣。

01動量守恒定律規(guī)定向右為正方向單個物體所受合力不為0但是系統(tǒng)的總的合力為001動量守恒定律1、內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變2、表達(dá)式：作用前后系統(tǒng)總動量相等3、動量守恒定律的性質(zhì)：①矢量性②相對性（同一參考系）③同時性：前指的是相互作用前某一時刻，v1v2均是該時刻的瞬時速度。后指的是相互作用后某一時刻，v1’v2’均是該時刻的瞬時速度。相互作用的物體組成的系統(tǒng)4.對系統(tǒng)“總動量保持不變”的理解(1)系統(tǒng)在整個過程中任意兩個時刻的總動量都相等，不僅僅是初、末兩個狀態(tài)的總動量相等。(2)系統(tǒng)的總動量保持不變，但系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量可能都在不斷變化。(3)系統(tǒng)的總動量指系統(tǒng)內(nèi)各物體動量的矢量和，總動量不變指的是系統(tǒng)的總動量的大小和方向都不變。材料P95.動量守恒定律的三種表達(dá)式1.任意時刻總動量大小方向均相同。或P=P’2.系統(tǒng)內(nèi)一個物體動量變化量與其他物體動量變化量等大反向

△P1=-△P2或

m1

△v1=-m2

△v23.系統(tǒng)總動量的變化量為0△P=0材料P96、動量守恒的條件：①系統(tǒng)不受外力或F合=0

單個物體所受合力可能不為0，但是系統(tǒng)的總的合力為0不計水的阻力地面光滑地面光滑地面光滑爆炸碰撞6、動量守恒的條件：②系統(tǒng)所受合外力不為0，但是F內(nèi)

>>F外

外力相對來說可以忽略不計。（如碰撞、爆炸等）③系統(tǒng)所受的合外力不為0且不能忽略，但是某方向上不受外力或合外力為零，在這個方向上動量守恒6、動量守恒的條件：豎直方向不守恒，水平方向守恒CC材料P9系統(tǒng)機械能守恒嗎？書本P17多選AD①確定系統(tǒng)②判斷系統(tǒng)總動量是否守恒③確定正方向④列方程求解（注意結(jié)果是否合理）不確定某個速度的方向時，可先假設(shè)它是正的。計算結(jié)果若是正的，說明和規(guī)定的正方向相同，若是負(fù)的則說明和規(guī)定的正方向相反①確定系統(tǒng)②判斷系統(tǒng)總動量是否守恒③確定正方向④列方程求解

在微觀粒子發(fā)生碰撞時，運用動量守恒定律還可測量微觀粒子的質(zhì)量。例如，氫原子核的質(zhì)量是1.67×10-27kg，它以1.0×l07m/s的速度與一個原來靜止的氦原子核相碰撞，碰撞后以6.0×106m/s的速度被反彈回來，而氦原子核以4.0×106m/s的速度向前運動。求氦原子核的質(zhì)量。

①確定系統(tǒng)②判斷系統(tǒng)總動量是否守恒③確定正方向④列方程求解02反沖運動與火箭反沖運動的特點(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動。(2)反沖運動中，一般情況下相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)動量守恒。(3)反沖運動中，有其他形式的能轉(zhuǎn)化成動能，系統(tǒng)的總動能增加。所以做相反運動的兩部分動量等大反向02反沖運動與火箭實際上，在噴氣過程中，隨著燃料的消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減少靜止的實驗火箭，質(zhì)量為M，當(dāng)它以相對地的速度v0噴出質(zhì)量為m的高溫氣體后，火箭的速度多大？0=m(-v0)+(M-m)v以火箭上升的方向為正方向反沖運動的應(yīng)用反沖運動的不利影響射擊時子彈向前飛去，槍身會向后反沖，槍身的反沖會影響射擊的準(zhǔn)確性。用高壓水槍滅火時，水高速噴出，高壓水槍向后反沖，消防隊員必須牢牢抓住水槍將身體稍向前傾以保持平衡。2.解決反沖運動應(yīng)關(guān)注的兩個問題(1)相對速度問題：在解決反沖運動時,有時給出的速度是相互作用的兩物體的相對速度。由于動量守恒定律中要求速度為對同一參考系的速度(通常為對地的速度),應(yīng)先將相對速度轉(zhuǎn)換成對地速度后，再列動量守恒定律的方程。(2)變質(zhì)量問題:在解決反沖運動時,還常遇到變質(zhì)量物體的運動,如在火箭的運動過程中,隨著燃料的消耗,火箭本身的質(zhì)量不斷孩小,此時必須取火箭本身和在相互作用的短時間內(nèi)噴出的所有氣體為研究對象,取相互作用的這個過程為研究過程來進(jìn)行研究。注意噴氣次數(shù)[典例]一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m=200g的氣體，氣體離開發(fā)動機噴出時的速度v=1000m/s，設(shè)火箭質(zhì)量M=300kg,發(fā)動機每秒噴氣20次。(1)當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度多大?(2)運動第1s末，火箭的速度多大?火箭和所有氣體組成的系統(tǒng)動量守恒以火箭運動的速度為正方向（1）以火箭和三次噴的氣體為研究對象0=3m(-v)+(M-3m)v3人與船組成的系統(tǒng)動量守恒。當(dāng)人向前運動時，船會向后退。（不計水的阻力）

船和人原本靜止的水面上，人的質(zhì)量為m1，船的質(zhì)量為m2，船的長度為L。人相對水面以大小為v1的速度從船頭走到船尾，經(jīng)歷時間為t，不計水的阻力。

t時間內(nèi)，人相對水面的移動距離為l1，船相對水面的移動的距離為l2m1l1=m2l2速度比與質(zhì)量成反比以人的速度v1為正方向，則船的速度v2就沿負(fù)方向由動量守恒定律得：0=m1v1+m2(-v2)

設(shè)船相對水面的速度大小為v2特點：①船和人的動量總是等大反向

②人和船的速度總是反向。質(zhì)量大的速度慢，人動船動，人停船停；人快船快，人慢船慢；人左船右注意公式中速度和位移都是相對地面而言的特點③人船位移比=人船速度比=它們質(zhì)量的反比人船模型不一定是人和船，可以是人和小車、滑塊和斜面等。1.特征：兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為0，則動量守恒。

在相互作用的過程中，任意時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比，