第1章　第2节　动量守恒定律及其应用讲义—2021-2022学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册

3.0 envi 2024-12-31 4 4 1.21MB 13 页 3知币

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第2节　动量守恒定律及其应用

[核心素养·明目标]

核心素养学习目标

物理观念知道牛顿运动定律和动量守恒定律的关系，能用牛顿运动

定律推导动量守恒定律.

科学思维理解动量守恒定律的确切含义和表达式，会运用动量守恒

定律解决实际问题.

科学探究探究碰撞时，碰撞前和碰撞后动量的大小关系.

科学态度与

责任

知道反冲运动及火箭的飞行原理，体验将所学知识应用到

实际生活中.

知识点一　动量守恒定律

1．动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或者所受合外力为 0时，这个

系统的总动量保持不变．

2．动量守恒定律的成立条件

(1)系统不受外力的作用．

(2)系统受外力作用，但合外力为零．

(3)系统受外力的作用，合外力也不为零，但合外力远小于内力．这种情况

严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况．

(4)系统受外力，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上，动量

守恒．

3．动量守恒定律的表达式

(1)p＝p′(系统相互作用前的总动量 p等于相互作用后的总动量 p′)．

(2)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体动量的变化量与

另一个物体动量的变化量大小相等、方向相反)．

(3)Δp＝0(系统总动量的增量为零)．

(4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(相互作用的两个物体组成的系统，作用前的

动量和等于作用后的动量和)．

4．适用范围：动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅低速、

宏观领域遵循这一规律，高速(接近光速)、微观(分子、原子的尺度)领域也遵循

这一规律．

　动量守恒定律是实验定律，适用于任何物理研究领域．

1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)如果系统的机械能守恒，则动量不一定守恒． (√)

(2)只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒． (×)

(3)做匀速圆周运动的物体动量是守恒的． (×)

2：填空

光滑水平面上，子弹射击木块的过程中，子弹和木块组成的系统所受合外

力为零，子弹水平方向动量否(填“是”或“否”)守恒，系统动量是(填“是”

或“否”)守恒．

知识点二　反冲运动与火箭

1．反冲运动

根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一

部分向某一个方向运动，另一部分向相反方向运动的现象．

2．火箭

(1)原理：火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反作用来获得巨大

速度．

(2)影响火箭获得速度大小的因素：一是喷气速度，喷气速度越大，火箭能

达到的速度越大；二是燃料质量越大，负荷越小，火箭能达到的速度也越大．

3．反冲运动的应用和防止

(1)灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是利用了反冲运动．

(2)消防高压水枪、射击步枪等的反冲作用都必须采取措施加以防止．

　火箭发射时，喷出气体与火箭间的作用力远大于重力，此过程动

量是否守恒？

提示：守恒．

3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)反冲运动可以用动量守恒定律来解释． (√)

(2)宇航员利用喷气装置实现太空行走是利用反冲的原理． (√)

(3)火箭发射时，其速度大小只与喷出气体的质量有关．(×)

(4)一切反冲现象都是有益的． (×)

考点 1　动量守恒的判断

在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，

如图所示．

(1)人和大锤组成的系统动量守恒吗？

(2)在连续敲打下，这辆车能否持续地向右运动？

提示：(1)以人和大锤组成的系统为研究对象时，人受到平板车施加的摩擦

力，系统所受合外力不为零，动量不守恒，地面光滑，以人、大锤和平板车为

系统动量守恒．

(2)当把锤头打下去时，锤头向右摆动，系统总动量要为零，车就向左运动；

举起锤头时，锤头向左运动，车就向右运动．用锤头连续敲击时，车只是左右

运动，一旦锤头不动，车就会停下来，所以车不能持续向右运动．

动量守恒定律成立条件的四种情况：

(1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，

微观粒子间的碰撞都可视为这种情形．

(2)系统受外力作用，但所受合外力为零．像光滑水平面上两物体的碰撞就

是这种情形．

(3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力

时，系统的总动量近似守恒．例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片

所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近

似守恒．

(4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，

则系统在该方向上动量守恒．

【典例 1】　(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(

)

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