2019-2020学年粤教版选修3-5 第1章 第3节 动量守恒定律在碰撞中的应用 学案
2019-2020学年粤教版选修3-5 第1章 第3节 动量守恒定律在碰撞中的应用 学案第3页

  但绝不能认为系统内的每一个物体的动量都保持不变.

  2.动量守恒定律的"四性"

  (1)矢量性:动量守恒定律中的速度是矢量,所以动量守恒定律的表达式也是矢量表达式.在一维的情况下,首先必须规定正方向,化矢量运算为代数运算,在不知物体运动方向的情况下,可假设运动方向与正方向一致,根据计算结果的"正"和"负",得到物体实际的运动方向.

  (2)相对性:动量守恒定律中的速度具有相对性,所以动量的大小也与参考系的选取有关,在中学物理中一般以地面为参考系.

  (3)瞬时性:系统中各物体相互作用时速度变化是同时的,任一瞬间的动量之和都保持不变.

  (4)普适性:动量守恒定律不仅适用于低速、宏观的物体系,也适用于高速、微观的物体系,具有普适性.

  【例1】 甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车质量共为M=30 kg,乙和他的冰车质量也是30 kg.游戏时,甲推着一个质量为m=15 kg的箱子和他一起以大小为v0=2.0 m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时,乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦力,求:甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞?

  【解析】 设恰不相碰时三个物体的共同速度为v,取甲原来的运动方向为正,根据系统动量守恒,有

  (M+m)v0-Mv0=(M+m+M)v

  v== m/s=0.40 m/s

  设箱子被推出的速度为v′,根据箱子、乙二者动量守恒有

  mv′-Mv0=(M+m)v

  v′==

   m/s=5.2 m/s.

[答案] 5.2 m/s