1、2.3 动量守恒定律,一、系统、内力和外力 1.系统：相互作用的 组成的整体。 2.内力： 物体间的相互作用力。 3.外力： 的物体对 的物体的作用力。,两个或多个物体,系统内部,系统以外,系统以内,思维拓展(1)对某一系统来说一个力是内力，在另一情况下这个力能变成外力吗？(2)如图1所示，甲、乙、丙三辆车碰撞发生追尾事故。,选甲、乙两车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？甲和乙组成的系统动量守恒吗？ 选甲、乙、丙三车为系统，丙对乙的力是内力还是外力？三车组成的系统动量守恒吗？,图1,答案 (1)能。内力是系统内物体之间的作用力，一个力是内力还是外力不是固定的，要看选择的系统，当选择的系统发生变
2、化时，这个力可能就会由内力变为外力，所以是内力还是外力关键看选择的系统。 (2)外力 不守恒 内力 守恒,二、动量守恒定律 1.内容：如果一个系统 ，或者所受外力的矢量和为 ，这个系统的总动量 。 2.表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1p2 或m1v1m2v2 。 3.适用条件：系统 或者所受外力矢量和 。 4.普适性：动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的 领域。,不受外力,0,保持不变,p1p2,m1v1m2v2,不受外力,为零,一切,思考判断,(1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒。( ) (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统
3、动量守恒。( ) (3)只要系统受到的外力的功为零，动量就守恒。( ) (4)只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒。( ) (5)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),动量守恒条件的理解,1.动量守恒中，研究对象：两个或两个以上的物体组成的相互作用的系统。 2.动量守恒条件(1)理想条件：系统不受外力时，动量守恒。(2)实际条件：系统所受外力的矢量和为零时，动量守恒。(3)近似条件：系统受外力，但外力远小于内力，则系统总动量近似守恒。(4)推广条件：系统受力不符合以上三条中的任一条，则系统的总动量不守恒，但是，若系统在某一方向上符合
4、以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒。,要点归纳,例1 (多选)如图2所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是( ),A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒 B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒 C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒 D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒,精典示例,图2,解析 如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后，A、B分别相对小车向左、向
5、右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mAmB32，所以FAFB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，选项A错误；对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，选项B、D均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，选项C正确。 答案 BCD,1.动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统。判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系。 2.判断系统的动量是否守恒，要注意守恒的条件是不受外力或所受合外力为零，因此要分清哪些力是
6、内力，哪些力是外力。 3.系统的动量守恒，并不是系统内各物体的动量都不变。一般来说，系统的动量守恒时，系统内各物体的动量是变化的，但系统内各物体的动量的矢量和是不变的。,针对训练1 如图3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
7、总动量增量大小相等，方向相反，选项D错误。 答案 C,图3,动量守恒定律的理解,1.应用动量守恒定律的解题步骤,要点归纳,2.动量守恒常见的表达式,(1)pp，其中p、p分别表示系统的末动量和初动量，表示系统作用后的总动量等于作用前的总动量。 (2)p0，表示系统总动量的增量等于零。 (3)p1p2，其中p1、p2分别表示系统内两个物体初、末动量的变化量，即两个物体组成的系统，各自动量的增量大小相等、方向相反。,例2 如图4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
8、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v1为( ),精典示例,图4,答案 D,应用动量守恒定律解题，在规定正方向的前提下，要注意各已知速度的正负号，求解出未知速度的正负号，一定要指明速度方向。,针对训练2 (多选)若用p1、p2表示两个在同一直线上运动并相互作用的物体的初动量，p1、p2表示它们的末动量，p1、p2表示它们相互作用过程中各自动量的变化，则下列式子能表示动量守恒的是( ),A.p1p2 B.p1p2p1p2 C.p1p20 D.p1p2常数(不为零) 解析 动量守恒的含义是两物体相互作用前的总动量等于其相互作用后的总动量，因此有p1p2p1p2，变形后有p1p
9、1p2p20，即p1p20，又可以变形为p1p2。 答案 BC,对于两个以上的物体组成的系统，由于物体较多，相互作用的情况也不尽相同，作用过程较为复杂，虽然仍可对初、末状态建立动量守恒的关系式，但因未知条件过多而无法求解，这时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒方程，或将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒定律方程。 求解这类问题时应注意： (1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运动模型。 (2)分清作用过程中的不同阶段，并找出联系各阶段的状态量。 (3)合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要方便解题。,动量守恒定律的应用,要点归纳,例3 如
10、图5，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能。,精典示例,图5,审题指导,针对训练3 (多选)如图6所示，在橄榄球比赛中，一个85 kg的前锋队员以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4 m/s，然后他们就扭在了一起，则( ),A.他们碰撞后的共同速率是0.2 m/s B.碰撞后这名前锋动量的方向仍向前 C.这名前锋能得分 D.这名前锋不能得分,图6,解析 前锋队员的质量为M，速度为v1，两名65 kg的队员质量均为m，速度分别为v2、v3。取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得Mv1mv2mv3(Mmm)v，代入数据得v0.16 m/s。所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，选项B、C正确。 答案 BC,
