1、“动量守恒定律”的普遍适用性体现在:它既可用于解决物体的 低速 运动问题,又可处理接近于光速的物体的 高速 运动问题它既可用于解决宏观物体间的相互作用问题,又可处理 微观粒子间 的相互作用问题因此它比“牛顿定律”的适用范围要广泛得多动量守恒定律是自然界中最重要、最普遍的规律之一1物理规律总是在一定条件下得出和应用的,因此在分析动量是否守恒时,不但要弄清楚取谁(或哪个系统)作为研究对象还要注意过程阶段的选取,判断各阶段是否满足物理规律的条件2若系统某过程动量不守恒,把外力正交分解后某方向上的合外力为零,则该方向上动量守恒3系统在某过程中动量守恒,则系统在该过程中每时刻的动量和保持恒定,当系统中各
2、物体的质量不变时,有各质量与平均速度的乘积的矢量和恒定,由此可用来求位移,例如人船模型问题4动量问题要注意方向性,当所求的未知量不能直接确定它的方向时,一般用以下方法来处理:(1)明确规定正方向,再根据求解未知量的正负来确定(2)对于已知方向的物理量,用来表示它的字母只用来表示大小,另用正、负来表示方向1恰当选取系统例1:(2009扬州市期末)一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块恰好做自由落体运动,质量为.求另一块爆炸后瞬时的速度大小4m3443443:mmvvvmvm v 当炮弹到达最高点爆炸成两块时,一块质量为,则另一块质量为,设另
3、一块的瞬时速度为,在水平方向应用动量守恒定律得:,则解析:方法点拨:本题选择炮弹在最高点研究系统水平方向的动量的情况,避开了物体在空中的曲线运动的复杂情况,使得问题可以简单解决,这正是动量守恒解决问题的优势所在变式训练1:在平直的公路上,质量为M的汽车牵引着质量为m的拖车匀速行驶,速度为v.在某一时刻拖车脱钩了若汽车的牵引力保持不变,在拖车刚刚停止运动的瞬间,汽车的速度多大?解析:在拖车和汽车脱钩前,两者共同向前做匀速直线运动,汽车和拖车构成的系统所受合外力为零脱钩后,拖车做匀减速运动,汽车做匀加速运动,它们各自所受的合外力都不为零,但是由于汽车的牵引力不变,汽车和拖车各自受到的摩擦阻力不变如
4、果仍然以两者构成的系统为研究对象,系统所受外力之和仍然为零,整个过程动量守恒,所以有:(Mm)vMv,拖车刚停止时汽车的速度:v(Mm)v/M.2多过程多物体的动量守恒 例:如图1321所示,在光滑的水平面上有两块并列放置的木块A与B,已知A的质量是500g,B的质量是300g,有一质量为80g的小铜块C(可视为质点)以25m/s的水平初速度开始在A的表面滑动铜块最后停在B上,B与C一起以2.5m/s的速度共同前进求(1)木块A最后的速度vA;(2)C离开A时的速度vC.图1321 解析:C在A上滑动时,选A、B、C作为一个系统,其总动量守恒,则 mCv0mCvC(mAmB)vA C滑到B上后
5、A做匀速运动,再选B、C作为一个系统,其总动量也守恒,则 mCvCmBvA(mBmC)vBC 也可以研究C在A、B上面滑动的全过程,在整个过程中,A、B、C组成系统的总动量守恒,则:mCv0mAvA(mBmC)vBC 把上述三方程式中的任意两个联立求解即可得到vA2.1m/s,vC4m/s.方法点拨:解决多个过程动量守恒的问题,一是动量守恒的系统和过程如何确定,二是碰撞后的各个物体的运动状态如何确定 3人船模型 例:某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾设水的阻力不计,那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误的是()A人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比
6、B人加速行走,船加速后退,而且加速度大小与它们的质量成反比 C人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零 D当人从船头走到船尾停止运动后,船由于惯性还会继续后退一段距离0m vMvvMvm人人 人船船人和船组成的系统在水平方向动量守恒,选人前进的方向为正方向,由动量守恒定律得:即解析:故人前进的速度跟船后退的速度大小总跟它们的质量成反比,但人的速度和船的速度成正比故人走船走,人快船快,人慢船慢,人停船停即A、C的判断是正确的由于人和船间的相互作用力大小相等,由牛顿第二定律知,m人a人Ma船,即人和船的加速度大小跟它们的质量成反比,B的判断正确D选项的判断错误,应选D.【答案】D 变式训练:如图1322所示,在光滑水平面上,质量为M和m的两物体开始速度均为零,在m下滑的过程中,M将后退求M后退的距离图13221 122()0().mMxmbaxm xm baxMmm xM水平方向系统不受外力,所以水平方向上动量守恒 滑到底端时,若后退距离为,则水平方向移动的距离为 ,代入,可解得后退的距离为:解析: