第2节 动量守恒定律及其应用
一、动量守恒定律
1.动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.动量守恒的数学表达式
(1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)。
(2)Δp=0(系统总动量变化为零)。
(3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等,方向相反)。
3.动量守恒的条件
(1)系统不受外力或所受外力之和为零时,系统的动量守恒。
(2)系统所受外力之和不为零,但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
(3)系统所受外力之和不为零,但在某个方向上所受合外力为零或不受外力,或外力可以忽略,则在这个方向上,系统动量守恒。
二、碰撞、反冲和爆炸
1.碰撞
(1)概念:碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象。
(2)特点:在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
(3)分类:
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动量是否守恒
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机械能是否守恒
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弹性碰撞
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守恒
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守恒
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非完全弹性碰撞
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守恒
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有损失
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完全非弹性碰撞
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守恒
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损失最大
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2.反冲运动
(1)物体在内力作用下分裂为两个不同部分,并且这两部分向相反方向运动的现象。
(2)反冲运动中,相互作用力一般较大,通常可以用动量守恒定律来处理。
3.爆炸问题
(1)爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒。
(2)爆炸过程中位移很小,可忽略不计,作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)系统所受合外力的冲量为零,则系统动量一定守恒。 (√)
(2)动量守恒是指系统在初、末状态时的动量相等。 (×)
(3)物体相互作用时动量守恒,但机械能不一定守恒。 (√)
(4)在爆炸现象中,动量严格守恒。 (×)
(5)在碰撞问题中,机械能也一定守恒。 (×)
(6)反冲现象中动量守恒、动能增加。 (√)
2.(人教版选修3-5P16T1改编)(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端,在连续的敲打下,下列说法正确的是( )
A.车左右往复运动
B.车持续向右运动
C.大锤、人和平板车组成的系统水平方向动量守恒
D.当大锤停止运动时,人和车也停止运动
ACD [把人和车看成一个整体,用大锤连续敲打车的左端,根据系统水平方向受力为零,则沿该方向动量守恒,又由系统水平方向总动量为零,则当锤头敲打下去时,大锤向右运动,小车就向左运动,抬起锤头时大锤向左运动,小车向右运动,所以平板车在水平面上左右往复运动,当大锤停止运动时,人和车也停止运动,A、C、D正确。]