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第三节 动量守恒定律
一、关于碰撞的几个基本概念
1、系统：相互作用的两个（或多个）物体做成的整体通常称为系统。
2、内力：系统内物体之间的相互作用力叫作内力。
3、外力：系统外部其他物体对系统的作用力叫作外力。
2、推导：如图所示，物体1和物体2在光滑的水平面上碰撞。设物体1和物体2的质量分别为 ， ，碰撞前，物体1和物体2的速度分别为 ， ，碰撞后，物体1和物体2的速度分别为 ， 。
【思考问题】
（1）物体1的动量变化是多少？
（2）物体2的动量变化是多少？
（3）物体1和物体2的动量变化有什么联系？
二、动量守恒定律
1、内容：相互作用的系统中，所受合外力为零，则总动量保持不变。
对于物体1，根据动量定理：
对于物体2，根据动量定理：
根据牛顿第三定律：
得到：
整理得：
二、动量守恒定律
1、动量守恒定律的内容：物体在碰撞时，如果系统所受的合外力为零，则系统的总动量保持不变。
3、适用条件：
2、表达式：
理想条件：系统不受外力作用或所受合外力为零；
近似条件：系统所受合外力虽然不为零，但系统所受的内力远大于外力；
单方向的动量守恒条件：系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零，或者在某一方向上所受的内力远大于外力，系统在这一方向动量守恒。
4、性质：
（1）系统性：研究对象为系统
（2）矢量性：速度都为矢量
（3）相对性：相对统一参考系
（4）同时性：作用前后为同一瞬间
5、几种情景下的动量守恒
练习1、判断题
（1）一个系统初、末状态动量大小相等，则动量守恒。
（2）只要合外力对系统做的功为零，系统动量就守恒。他们的说法正确吗？
错误
错误
答案：B
练习3：
把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上，磁铁的同性磁极相对，小车放在光滑的水平桌面上，推动一下小车，使他们相互接近，两辆消除没有碰上就分开了，两辆小车相互作用前后，它们的总动量守恒吗？为什么？
练习4：在光滑的水平面上，质量为 的小球A以的速度 与质量为 静止的小球B发生正碰。
（1）若碰后球A的速度为 ，求B球的速度 ；
（2）若碰后球A与球B粘合在一起，求A球与B球共同速度 ；
（3）若碰后球A反弹回去，速度大小为2m/s ，求B球的速度 。
三、验证动量守恒定律
【思考问题】如图所示的装置常用来验证动量守恒定律。根据动量守恒定律的原理，结合装置图，思考下列问题。
（1）利用如图装置，如何实现两个小球碰撞过程满足动量守恒的条件？
（2）如何测量钢球的速度？
（3）实验中需要记录哪些数据？
五、数据处理
六、实验主要事项：
（1）入射球的质量必须大于靶球的质量。
（2）每次都要控制入射球从相同的高度自由滑下。
（3）在调节实验装置时，要使固定在桌边的斜槽末端水平，支球柱与槽口间距等于钢球直径，而且两球相碰时处在同一高度。
（4）实验过程中确保实验桌、斜槽、记录所用的白纸的位置始终保持不变。
练习2、某同学用如图的装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，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，图(a)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图(b)，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)除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还需要用到的器材有________(填选项号)．
A．秒表　B．天平　C．毫米刻度尺　D．打点计时器(及电源和纸带)　E．圆规　F．弹簧测力计　G．游标卡尺
(2)从图(b)可以测出碰撞后B球的水平射程应取______________cm.
(3)在以下选项中，______________是本次实验必须进行的测量(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
B．A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点相对于水平槽面的高度
练习3、某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：
(1)在安装实验器材时斜槽的末端应_______________________．
(2)小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma________mb，两球的半径应满足ra____________rb(选填“>”“<”或“＝”)．
(3)本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的________点和________点．
(4)在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的________．
A．ma— OC＝ma— OA＋mb— OB B．ma— OB＝ma— OA＋mb— OC C．ma— OA＝ma— OB＋mb— OC

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