動(dòng)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(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用第1章動(dòng)量及其守恒定律結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氣墊導(dǎo)軌上，無(wú)論兩滑塊的質(zhì)量是否相等，它們?cè)诒粡楅_(kāi)前的總動(dòng)量為0，彈開(kāi)后的總動(dòng)量也幾乎為0。這說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌上的兩滑塊在相互作用前后的總動(dòng)量幾乎是不變的。一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這稱為動(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)量守恒定律比牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍更廣。

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

△P1=-△P2或

m1

△v1=-m2

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

單個(gè)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(jì)水的阻力地面光滑地面光滑地面光滑爆炸碰撞6、動(dòng)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(duì)來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)。（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(gè)方向上動(dòng)量守恒6、動(dòng)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(jī)械能守恒嗎？書(shū)本P17多選AD①確定系統(tǒng)②判斷系統(tǒng)總動(dòng)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(gè)速度的方向時(shí)，可先假設(shè)它是正的。計(jì)算結(jié)果若是正的，說(shuō)明和規(guī)定的正方向相同，若是負(fù)的則說(shuō)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(dòng)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(shí)，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律還可測(cè)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(gè)原來(lái)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(lái)，而氦原子核以4.0×106m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)。求氦原子核的質(zhì)量。

①確定系統(tǒng)②判斷系統(tǒng)總動(dòng)量是否守恒③確定正方向④列方程求解02反沖運(yùn)動(dòng)與火箭反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。(2)反沖運(yùn)動(dòng)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(dòng)量守恒。(3)反沖運(yùn)動(dòng)中，有其他形式的能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。所以做相反運(yùn)動(dòng)的兩部分動(dòng)量等大反向02反沖運(yùn)動(dòng)與火箭實(shí)際上，在噴氣過(guò)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(shí)驗(yàn)火箭，質(zhì)量為M，當(dāng)它以相對(duì)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?yàn)檎较蚍礇_運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用反沖運(yùn)動(dòng)的不利影響射擊時(shí)子彈向前飛去，槍身會(huì)向后反沖，槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性。用高壓水槍滅火時(shí)，水高速噴出，高壓水槍向后反沖，消防隊(duì)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(yùn)動(dòng)應(yīng)關(guān)注的兩個(gè)問(wèn)題(1)相對(duì)速度問(wèn)題：在解決反沖運(yùn)動(dòng)時(shí),有時(shí)給出的速度是相互作用的兩物體的相對(duì)速度。由于動(dòng)量守恒定律中要求速度為對(duì)同一參考系的速度(通常為對(duì)地的速度),應(yīng)先將相對(duì)速度轉(zhuǎn)換成對(duì)地速度后，再列動(dòng)量守恒定律的方程。(2)變質(zhì)量問(wèn)題:在解決反沖運(yùn)動(dòng)時(shí),還常遇到變質(zhì)量物體的運(yùn)動(dòng),如在火箭的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨著燃料的消耗,火箭本身的質(zhì)量不斷孩小,此時(shí)必須取火箭本身和在相互作用的短時(shí)間內(nèi)噴出的所有氣體為研究對(duì)象,取相互作用的這個(gè)過(guò)程為研究過(guò)程來(lái)進(jìn)行研究。注意噴氣次數(shù)[典例]一火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出m=200g的氣體，氣體離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出時(shí)的速度v=1000m/s，設(shè)火箭質(zhì)量M=300kg,發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)動(dòng)第1s末，火箭的速度多大?火箭和所有氣體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒以火箭運(yùn)動(dòng)的速度為正方向（1）以火箭和三次噴的氣體為研究對(duì)象0=3m(-v)+(M-3m)v3人與船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。當(dāng)人向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，船會(huì)向后退。（不計(jì)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(zhǎng)度為L(zhǎng)。人相對(duì)水面以大小為v1的速度從船頭走到船尾，經(jīng)歷時(shí)間為t，不計(jì)水的阻力。

t時(shí)間內(nèi)，人相對(duì)水面的移動(dòng)距離為l1，船相對(duì)水面的移動(dòng)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(dòng)量守恒定律得：0=m1v1+m2(-v2)

設(shè)船相對(duì)水面的速度大小為v2特點(diǎn)：①船和人的動(dòng)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(dòng)船動(dòng)，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(duì)地面而言的特點(diǎn)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(gè)原來(lái)靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為0，則動(dòng)量守恒。

在相互作用的過(guò)程中，任意時(shí)刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比，