知识点一 系统、内力、外力
1.系统
由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统,简称系统。
2.内力
系统中物体间的作用力。
3.外力
系统以外的物体施加给系统内物体的力。
如图,大人和小孩在冰面上游戏,小孩用力推大人。以大人和小孩组成的系统,涉及重力、推力、摩擦力、支持力作用,哪些是外力?哪些是内力?
提示:重力、 摩擦力、支持力是外力;推力是内力。
1:思考辨析(正确的打√,错误的打×)
某个力是内力还是外力是相对的,与系统的选取有关。 (√)
知识点二 动量守恒定律
1.内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式
对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
3.适用条件
系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。
如图所示,小车A、B静止在光滑水平面上,烧断细线后,两小车受弹簧弹力的作用而运动,系统动量守恒吗?
提示:守恒。
2:思考辨析(正确的打√,错误的打×)
(1)只要合外力对系统做功为零,系统动量就守恒。 (×)
(2)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。 (√)
(3)只要系统内存在摩擦力,动量就一定不守恒。 (×)
(4)一个系统初、末状态动量大小相等,即动量守恒。 (×)
3:填空
如图所示,游乐场上,两位同学各驾驶一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为120 kg,碰撞前水平向右运动,速度的大小为5 m/s;乙同学和他的车的总质量为180 kg,碰撞前水平向左运动,速度的大小为4 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为________,方向________。
碰碰车的碰撞示意图
[解析] 以碰前甲的速度为正方向,设碰撞后两车的共同速度为v,则系统碰撞前的总动量为:p=m1v1+m2v2
=120×5 kg·m/s+180×(-4)kg·m/s=-120 kg·m/s。
碰撞后的总动量为p′=(m1+m2)v。
根据动量守恒定律可知p=p′,
代入数据解得v=-0.4 m/s,
即碰撞后两车以0.4 m/s的共同速度运动,
运动方向水平向左。
[答案] 0.4 m/s 向左