第十六章动量守恒定律

1、江安中学高二物理组 教学活动单第十六章 动量守恒定律活动一：动量 动量守恒定律1、动量(1)动量的矢量性：动量是矢量，它的方向与物体的速度方向相同，服从矢量运算法则。(3)动量的单位： kgm/s。(4)动量的变化pppmvmv。2、动量守恒定律 (1)动量守恒定律内容：如果一个系统 ，或 时，这个系统的总动量就保持不变，这就是动量守恒定律(2)表达式：pp对两个物体组成的系统，可写为：m1v1m2v2m1v1m2v2。式中m1、m2分别为两物体的质量，v1、v2为相互作用前两物体的速度，v1、v2为相互作用后两物体的速度。该表达式还可写作p1p2p1p2。 (3)动量守恒的条件系统内的任何物

2、体都不受外力作用，或所受外力之和为零。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。系统所受的合外力不为零，即F外0，但在某一方向上合外力为零(Fx0或Fy0)，则系统在该方向上动量守恒。例1在下列各种现象中，动量守恒的是()A在光滑水平面上两球发生正碰，两球构成的系统B车原来静止在光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾，人与车组成的系统C水平放置的弹簧，一端固定，另一端与置于光滑水平面上的物体相连，令弹簧伸长，使物体运动，物体与弹簧组成的系统D打乒乓球时，球与球拍组成的系统例2某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后

3、去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上。此时小船的速度大小为_m/s，此过程该同学动量的变化大小为_kgm/s。活动二：验证动量守恒定律（实验、探究）1在探究碰撞中的不变量实验中，某同学采用如图所示的装置进行实验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。实验过程中除了要测量A球被拉起的角度1，及它们碰后摆起的最大角度2之外，还需测量_ _ (写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的守恒量。用测量的物理量表示碰撞中的守恒量应满足的关系是_ _。2气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利

4、用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。b调整气垫导轨，使导轨处于水平。c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。（1）实验中还应测量的物理量是

5、_。（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_。活动三：弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能_，相互作用过程中遵循的规律是_守恒和_守恒非弹性碰撞：在碰撞过程中机械能损失的碰撞，在相互作用过程中只遵循_定律完全非弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能损失_，作用后两物体粘合在一起，速度_，相互作用过程中只遵循_定律例3质量为m，速度为v的A球和质量为3m静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，碰撞后B球的速度可能有不同的值，求证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？（1）0.6

6、v （2）0.4v （3）0.2v例4.如图所示，A、B两物体的质量mAmB，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态。若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B在C上沿相反方向滑动过程中()A若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒B若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒C若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒D以上说法均不对【课堂反馈】1光滑水平面上的两个物体发生

7、碰撞，下列情形可能成立的是 ( )A碰撞后系统的总动能比碰撞前小，但系统的总动量守恒B碰撞前后系统的总动量均为零，但系统的总动能守恒C碰撞前后系统的总动能均为零，但系统的总动量不为零D碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒2把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是()A枪和子弹组成的系统动量守恒 B枪和车组成的系统动量守恒C若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D枪、子弹和车组成的系统动量守恒3如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，

8、则另一块的运动()A一定沿v0的方向飞去 B一定沿v0的反方向飞去C可能做自由落体运动 D以上说法都不对4如图所示，质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞蓬小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（ ）A5 m/s B4 m/sC8.5 m/s D9.5 m/s5下列各图所示的系统，从图中某一物体独立运动开始，到系统中各物体取得共同速度为止，整个相互作用的过程中系统动量守恒的有（设各接触面光滑）（ ） A B C D

9、6两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是7kgm/s，B球的动量是5kgm/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是 ApA=6kgm/s，PB=6kgm/s BpA=3kgm/s，PB=9kgm/s CpA=2kgm/s，PB=14kgm/s DpA=5kgm/s，PB=15kgm/s7在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是()A两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论何

10、时放手，两手放开后，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零8一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人(原来也静止)用大锤敲打车的左端，如图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将()A左右来回运动B向左运动C向右运动 D静止不动9甲、乙两人站在光滑的水平冰面上，他们的质量都是M，甲手持一个质量为m的球，现甲把球以对地为v的速度传给乙，乙接球后又以对地为2v的速度把球传回甲，甲接到球后，甲、乙两人的速度大小之比为()A. B. C. D.10.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图120所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是 (

11、)Aa尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒Ca离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒Da离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒11.如图所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑当弹簧突然释放后，则 ()A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的动量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统的动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒12.如图所示，一个木箱原

12、来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则 ()A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动13如图所示，在2012年伦敦奥运会的足球赛场上，一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球。(1)若开始时足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量。(2)若足球以10m/s的速度撞向球门门柱，然

13、后以3m/s速度反向弹回(如图乙)，求这一过程中足球的动量改变量。14.如图所示，在光滑水平面上，一辆平板车载着一人以速度v06 m/s水平向左匀速运动已知车的质量M100 kg，人的质量m60 kg.某一时刻人突然相对于车以v5 m/s的速度向右奔跑，求此时车的速度多大15质量为m1=1.0kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其t (位移时间) 图象如图所示，试通过计算回答下列问题：（1）m2等于多少千克?（2）质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？（3）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？16.如图所示，两块厚度相同的木块A、B紧靠着放在光滑的桌面上，其质

14、量分别为2.0 kg、0.90 kg，它们的下表面光滑，上表面粗糙另有质量为0.10 kg的铅块C(大小可以忽略)以10 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，铅块C最后停在木块B上，此时B、C的共同速度v0.5 m/s.求木块A的最终速度和铅块C刚滑到B上时的速度17如图所示，甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平面上游戏，甲和他的冰车的质量共为M甲 =40kg，乙和他的冰车的质量也是40kg，游戏时甲推一个质量20kg的箱子，以大小为v0=1.0m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来,为避免相撞，甲将箱子推给乙，求为避免相撞，甲将箱子推出的最小速度(相对地面)?18某同学设计了一

15、个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(1)若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选_段计算小车甲的碰前速度，应选_段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已测得小车甲的质量m甲0.40kg，小车乙的质量m乙0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲m乙v

16、乙_kgm/s；碰后m甲v甲m乙v乙_kgm/s。(3)通过计算得出的结论是 19某同学用实验图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次，实验图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如实验图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_(填选项号)A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C测量A球或B球的直径D测量A球和B球的质量(或两球质量之比)E测量G点相对水平槽面的高度20如图所示“为探究碰撞中的不变量”的