主题一 4 对动量守恒定律的理解导学案 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）

这是一份主题一 4 对动量守恒定律的理解导学案 2027届高三物理一轮复习（浙江专版），共5页。学案主要包含了相互作用的两个物体的动量改变，动量守恒定律等内容，欢迎下载使用。
1.了解系统、内力和外力的概念。
2.理解动量守恒定律的确切含义、表达式和守恒条件。
3.会用动量定理推导动量守恒定律的表达式。
4.探究系统动量守恒的条件。
 情境探究
探究点1 判断帆船是否向前行驶
如图所示,在风平浪静的水面上,停着一艘帆船,船尾固定一台电风扇,正在不停地把风吹向帆面,船能向前行驶吗?为什么?
提示:不能;把帆船和电风扇看作相互作用的两个物体,电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反,这是一对内部作用力,它们所受外部作用力矢量和为零,故它们总动量守恒,船原来是静止的,总动量为零,所以在电风扇吹风时,船仍保持静止。
探究点2 互推过程中的动量变化
如图所示,质量不等的甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲用力推乙,两人向相反的方向滑去。
思考:(1)甲对乙的作用时间 乙对甲的作用时间,甲对乙的作用力 乙对甲的作用力。
(2)甲、乙两人的动量变化量大小有什么关系?
提示:(1)等于 等于
(2)甲乙组成的系统,初状态总动量为零,根据动量守恒定律知,甲乙的动量变化量大小相等,方向相反。
一、相互作用的两个物体的动量改变
二、动量守恒定律
1.系统、内力与外力
2.动量守恒定律
说明:动量守恒定律的其他表现形式
(1)Δp=0,表示系统总动量的增量等于零。
(2)Δp1=-Δp2,其中Δp1、Δp2分别表示系统内两个物体动量的变化量,即两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反。
要点一 对动量守恒定律的理解
首先明确研究对象与过程,区分外力和内力,这是判定的前提。接着分析外力情况,总矢量和为零则守恒,某方向合力为零则该方向守恒,内力远大于外力时近似守恒。
[典例1] 下列过程中,系统的动量守恒的是( )

A B

C D
解析:C 投接球过程,两同学和气球组成的系统受重力作用,即所受合外力不为零,因此系统动量不守恒,A错误;击球过程,球棒和球组成的系统受重力作用,即所受合外力不为零,因此系统动量不守恒,B错误;在太空,物体被扔出过程,物体处于失重状态,所受合外力为零,因此系统动量守恒,C正确;机车碰撞实验过程,安全气囊和假人组成的系统所受合外力不为零,因此系统动量不守恒,D错误。
系统动量是否守恒的判定方法
(1)选定研究对象及研究过程,分清外力与内力。
(2)分析系统受到的外力矢量和是否为零,若外力矢量和为零,则系统动量守恒;若外力矢量和不为零,系统动量不守恒,但如果外力在某一方向上的合力为零,则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少,在分析具体问题时,若系统内力远大于外力,如碰撞、爆炸等,系统动量近似守恒。
(3)除了利用动量守恒条件判定外,还可以通过实际过程中系统内各物体在各方向上的总动量是否保持不变来进行直观判定。
要点二 动量守恒定律的基本应用
理解动量守恒的核心前提:系统所受合力为零(如光滑水平面),或内力远大于外力(如碰撞瞬间)。需明确研究对象,区分内力与外力,构建正确的系统模型是解题的基石。
[典例2] 将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑。开始时甲车速度大小为3 m/s,方向向右,乙车速度大小为2 m/s,方向向左,并与甲车速度方向在同一直线上,如图所示。
(1)当乙车速度为0时,甲车的速度多大?方向如何?
(2)由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最小时,乙车的速度是多大?方向如何?
答案:(1)1 m/s 方向向右
(2)0.5 m/s 方向向右
解析:(1)两个小车及磁铁组成的系统水平方向不受外力作用,即所受合力为0,则系统动量守恒。设向右为正方向,当乙车速度为0时,
根据动量守恒定律有mv甲+mv乙=mv甲′,
代入数据解得v甲′=1 m/s,方向向右。
(2)当两车的距离最小时速度相同,设为v′,
根据动量守恒定律有mv甲+mv乙=2mv′,
代入数据解得v′=0.5 m/s,方向向右。
应用动量守恒定律的解题思路
要点三 某一方向动量守恒定律的应用
[典例3] 如图所示,是一种被称为“移动摆”的装置,即将单摆悬挂于一辆可以移动的车上。假设单摆在重力作用下摆动,且车和摆始终在同一平面内运动。若忽略所有摩擦和阻力,以车和摆的整体为研究对象,则( )
A.机械能守恒,动量守恒
B.机械能不守恒,动量守恒
C.机械能守恒,水平方向动量守恒
D.机械能不守恒,动量不守恒
解析:C 忽略所有摩擦和阻力,以车和摆整体为研究对象,只有动能和重力势能相互转化,所以机械能守恒,但由于系统所受合力不为零,所以动量不守恒,系统水平方向不受外力,所以水平方向动量守恒,选项C正确。适用
场景
系统所受外力的矢量和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统动量守恒
解题
策略
确定系统→分析受力判断某方向合力为零→明确初末态该方向动量→列守恒方程→代入数据求解