[目标定位] 1.加深对动量守恒定律的理解.2.进一步练习用动量守恒定律解决问题.
一、动量守恒条件及研究对象的选取
1.动量守恒定律成立的条件
动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统,其成立的条件可理解为:
(1)理想条件:系统不受外力.
(2)实际条件:系统所受合外力为零.
(3)近似条件:系统所受外力比相互作用的内力小得多.
(4)推广条件:系统所受外力之和不为零,但在某一方向上,系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统在这一方向上动量守恒.
2.动量守恒定律的五性
动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一.它是一个实验定律,应用时应注意其:系统性、矢量性、相对性、同时性、普适性.
【例1】 (多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图1所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是( )
图1
A.M、m0、m速度均发生变化,碰后分别为v1、v2、v3,且满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3
B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,且满足Mv=Mv1+mv2
C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=(M+m)v′
D.M、m0、m速度均发生变化,M和m0的速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2
解析 M和m碰撞时间极短,在极短的时间内弹簧形变极小,可忽略不计,因而m0在水平方向上没有受到外力作用,动量不变(速度不变),可以认为碰撞过程中m0没有参与,只涉及M和m,由于水平面光滑,弹簧形变极小,所以M和m组成的系统水平方向动量守恒