2024_2025新教材高中物理第一章动量和动量守恒定律第四节动量守恒定律的应用学案粤教版选择性必修第一册.docVIP

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动量守恒定律的应用

1．能用动量守恒定律解决生活中的实际问题。

2．知道什么是反冲运动，会应用动量守恒定律解决有关反冲运动的问题。

3．知道火箭的原理及其应用。

学问点一动量守恒定律的应用

[学问梳理]

1．动量守恒的条件

(1)对于相互作用的物体组成的系统，在合外力为零的状况下，系统的总动量保持不变。

(2)在系统所受的合外力不为零时，但在某一方向上合外力为零，系统在该方向上动量守恒。

(3)若系统受到的合外力不为零，系统的内力远大于外力时，我们仍可以运用动量守恒定律解决问题。

2．范围：在自然界中，大到天体间的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用，都遵循动量守恒定律。

3．意义：动量守恒定律是物理学中最常用的普遍定律之一，它在理论探究和实际应用中均发挥了巨大的作用。

[初试小题]

1．推断正误。

(1)相互作用的物体组成的系统的总动量是指组成系统的物体的动量的代数和。(×)

(2)只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不行能守恒。(×)

(3)牛顿运动定律对于微观粒子一般不适用，而动量守恒定律却仍适用。(√)

2．(2024·南通高二检测)两个球在光滑水平面上沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。则可以推断()

A．碰前两个球的动量肯定相同

B．碰前两个球的质量肯定相等

C．碰前两个球的速度肯定相等

D．碰前两个球的动量大小相等，方向相反

解析：选D两球碰撞的过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故碰前两个球的动量大小相等，方向相反，A、B、C错误，D正确。

学问点二反冲和火箭

[情境导学]

图甲中，用手捏住气球的通气口，突然松开后，气球突然向上飞出；图乙中，水从弯管流出后，容器就旋转起来了。以上两种现象利用了什么原理。

提示：反冲运动原理。

[学问梳理]

1．反冲

(1)定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必定向相反的方向运动的现象。

(2)规律：反冲运动中物体间的相互作用力很大，一般满意内力远大于外力，外力可以忽视不计，可用动量守恒定律来处理。

2．火箭

(1)工作原理：是利用反冲运动。火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管快速喷出时，使火箭获得巨大速度。

(2)影响火箭获得速度大小的因素

①喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2000～4000m/s。

②质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。

喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。

[初试小题]

1．推断正误。

(1)农田、园林的喷灌装置利用了反冲的原理。(√)

(2)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果。(×)

(3)火箭获得的速度仅与喷气的速度有关。(×)

(4)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。(√)

2．思索题。

用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他方法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口快速喷出，细管会怎么运动？这种现象中物体的受力有什么特点？

提示：细管会向前飞出。因为细管会从细口快速喷出气流，并在反冲作用下而获得很大的速度。在反冲运动中，物体的两部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动。

多物体、多过程中动量守恒定律的应用

动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，而且适用于两个以上的物体组成的系统。对多个物体相互作用中的动量守恒问题，首先，要依据详细状况敏捷选取探讨对象，假如作用是分阶段的，有时须要选取部分物体为探讨对象，有时须要选取全部物体为探讨对象。其次，要区分各阶段中系统的外力和内力，精确把握动量守恒的条件，明确所选择的探讨对象的初、末状态。最终，列出动量守恒的方程进行求解。

[例题1]如图所示，水平光滑的地面上依次放置着10块质量均为m＝0.08kg的完全相同的长直木板。一质量M＝1.0kg、大小可忽视的小铜块以初速度v0＝6.0m/s从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v1＝4.0m/s。铜块最终停在其次块木板上。(取g＝10m/s2，结果保留两位有效数字)求：

(1)第一块木板的最终速度；

(2)铜块的最终速度。

[思路点拨]分析求解问题时，留意依据题意敏捷选取系统及确定动量守恒所对应的过程。本题第(1)问中要求的是第一块木板的最终速度，就应当选取铜块滑上第一块木板到刚滑上其次块木板这一个过程，而第(2)问则应以铜块和除第一块木板之外的9块木板组成探讨系统。

[解析](1)铜块和10个长木板整体受到的合外力为零，所以系统动量守恒，设铜块刚滑到其次块木板上时，木板的速度为v2，由动量守恒定律得Mv