2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第一册）1.3 动量守恒定律（解析版）.docx

1.3动量守恒定律

物理素养

学习目标

1.物理观念：通过实例了解系统、内力和外力的概念。

2.科学思维：理解动量守恒的内容、表达式，掌握动量守恒的推导过程。

3.科学探究：探究系统内动量守恒的条件。

4.科学态度与责任：体会应用动量守恒定律分析实际问题的方法，体会自然界的和谐与统一。

1.能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。

2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。

3.能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。

4.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。

重点关注：①系统、内力、外力②动量守恒定律

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、系统、内力与外力

1.系统：两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。

2.内力：系统中物体间的作用力。

3.外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力。

二、动量守恒定律

1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

2.表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(作用前后总动量相等)。

3.适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。

4.普适性：动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速(接近光速)物体．既适用于宏观领域，也适用于微观领域。

（二）辨析

1.什么叫“系统”？

【答案】相互作用的两个或多个物体构成的整体，叫作一个力学系统。

2.什么叫“外力”？怎么区分外力与内力？

【答案】外力是系统以外的物体施加给系统内物体的力，内力是系统中的物体间的作用力。区分外力与内力可以看施力物体是系统内的物体还是系统外的物体。

3.系统的总动量保持不变是不是意味着系统内每个物体的动量都不变？

【答案】不是，系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能。

【题型一】动量守恒定律的理解

【点拨】

【点拨】

1.动量守恒的条件

①理想条件：系统不受外力。

②实际条件：系统受合外力为零。

③近似条件：系统内力远大于外力，即外力可以忽略。例如在两物体碰撞，炮弹、火箭等突然炸裂过程等可用动量守恒来解释。

2.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；若外力在某一方向上合力为零，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，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。

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各物体各方向上总动量是否保持不变来进行直观的判定。

【典型例题1】（23-24高一下·重庆沙坪坝·期中）对下列情景说法正确的是（）

A．子弹打进木块后一起向左运动的过程，子弹和木块构成的系统动量守恒

B．两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统动量守恒

C．绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，两车构成的系统动量守恒

D．小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒

【答案】C

【详解】A．子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，但在一起向左运动的过程，由于弹簧的弹力（或弹簧弹力和地面的摩擦力）作用，子弹和木块所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；

B．两同学传接篮球的过程，由于地面摩擦力的作用，两同学和篮球构成的系统动量不守恒，故B错误；

C．相向运动的过程中合外力为零，系统动量守恒，故C正确；

D．小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统水平方向动量守恒，故D错误。

故选C。

【对点训练1】（23-24高二上·浙江杭州·期末）下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）

A．只有甲、乙 B．只有甲、丙 C．只有甲、丁 D．只有丙、丁

【答案】B

【详解】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。

故选B。

【题型二】动量守恒定律的基本应用

【点拨】

【点拨】用动量守恒定律解题的步骤

【典型例题1】（23-24高三上·贵州贵阳·期末）如图，在一个平静的足够深的水池中，木球通过细线连接一个铁球，二者一起以速度v竖直向下匀速运动，铁球质量是木球的4倍，运动过程水的阻力忽略不计（浮力不可忽略）。某时刻细线断开，当木球运动至最深处时，铁球的速度为（）

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】细线断开后，只要铁球还未沉底，木球还未浮出水面，二者组成的系统竖直方向上动量守恒，木球运动至最