2025年高二物理上學(xué)期系統(tǒng)動量守恒條件判斷題一、動量守恒定律的核心條件解析（一）理想守恒條件系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零是動量守恒的理想條件。在這種情況下，系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用僅通過內(nèi)力實現(xiàn)，內(nèi)力的矢量和為零，因此系統(tǒng)總動量保持不變。例如，在光滑水平面上運動的兩個小球發(fā)生碰撞時，若忽略空氣阻力，系統(tǒng)所受重力與支持力平衡，合外力為零，滿足動量守恒條件。需要注意的是，這里的“不受外力”是指系統(tǒng)在整個過程中始終未受外力作用，而非某一時刻外力為零。（二）近似守恒條件當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力（內(nèi)力）遠大于系統(tǒng)所受外力時，可近似認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒。典型案例包括爆炸、碰撞、反沖等現(xiàn)象。例如，手榴彈爆炸過程中，火藥燃氣對彈片的作用力（內(nèi)力）遠大于重力（外力），因此可忽略外力影響，認(rèn)為爆炸前后系統(tǒng)動量守恒。判斷“內(nèi)力遠大于外力”需滿足兩個條件：一是內(nèi)力數(shù)值遠大于外力（通常差距在103倍以上），二是相互作用時間極短（如碰撞過程通常在10?3秒量級），使得外力的沖量（FΔt）可忽略不計。（三）方向守恒條件若系統(tǒng)在某一特定方向上所受外力的合力為零，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒。這一條件在斜面、曲面等非直線運動問題中應(yīng)用廣泛。例如，光滑斜面上的滑塊與斜面組成的系統(tǒng)，在豎直方向上受到重力和地面支持力的合力不為零（存在加速度），但在水平方向上不受外力，因此水平方向動量守恒。需注意，方向守恒僅針對某一坐標(biāo)軸方向成立，不影響其他方向的動量變化。二、判斷題型分類及典型案例分析（一）基礎(chǔ)概念辨析題題目：系統(tǒng)動量守恒時，系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量都保持不變。解析：錯誤。動量守恒是指系統(tǒng)總動量不變，而非單個物體動量不變。例如，光滑水平面上兩個相向運動的小球碰撞后，各自動量發(fā)生改變，但總動量保持不變。題目：只要系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)動量就守恒，與參考系選擇無關(guān)。解析：錯誤。動量守恒定律中的速度必須相對同一慣性參考系（通常選地面）。若在非慣性系中研究，需引入慣性力，此時合外力為零的條件不再成立。題目：系統(tǒng)機械能守恒時，動量一定守恒；動量守恒時，機械能不一定守恒。解析：錯誤。兩者無必然聯(lián)系。例如，完全非彈性碰撞中動量守恒但機械能損失最大；單擺運動中機械能守恒但動量不守恒（合外力不為零）。（二）系統(tǒng)選取與受力分析題題目：如圖所示，光滑水平面上的小車與滑塊組成系統(tǒng)，當(dāng)滑塊沿圓弧軌道下滑時，系統(tǒng)動量守恒。（圖：小車固定有光滑圓弧軌道，滑塊從軌道頂端靜止釋放）解析：錯誤。系統(tǒng)在豎直方向上存在加速度（滑塊重力沿軌道切線方向的分力產(chǎn)生加速度），豎直方向合外力不為零，因此總動量不守恒。但水平方向不受外力，水平方向動量守恒。題目：將一壓縮彈簧兩端的A、B兩物體同時釋放，在彈簧恢復(fù)原長過程中，若地面光滑，則A、B及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒。解析：正確。系統(tǒng)所受重力與支持力平衡，合外力為零，彈簧彈力為內(nèi)力，因此總動量守恒（初始總動量為零，任意時刻總動量仍為零）。題目：質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊并留在其中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒。解析：正確。子彈射入過程中，系統(tǒng)內(nèi)力（摩擦力）遠大于外力（重力、支持力合力為零），滿足近似守恒條件。（三）方向守恒與過程分析題題目：粗糙水平面上，物塊A以速度v碰撞靜止物塊B，碰撞過程中A、B系統(tǒng)動量守恒。解析：錯誤。地面摩擦力為外力，且碰撞過程中摩擦力與內(nèi)力（碰撞力）大小接近，不滿足“內(nèi)力遠大于外力”條件，因此動量不守恒。題目：人站在靜止的小車上，從一端走到另一端，若不計地面摩擦，則人與車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒。解析：正確。水平方向不受外力，豎直方向重力與支持力平衡，因此水平方向動量守恒（初始動量為零，人運動時車反向運動，總動量保持為零）。題目：斜拋運動的物體，在忽略空氣阻力時，水平方向動量守恒，豎直方向動量不守恒。解析：正確。水平方向不受外力，豎直方向受重力作用，因此水平方向動量守恒（速度不變），豎直方向動量隨時間變化（mgt=Δp）。（四）復(fù)雜情境綜合題題目：如圖所示，光滑水平面上固定有輕質(zhì)彈簧的物塊A，與物塊B發(fā)生碰撞，彈簧壓縮過程中A、B及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒。（圖：A、B質(zhì)量相等，A以速度v撞向靜止的B）解析：錯誤。動量守恒成立（合外力為零），但機械能不守恒。彈簧壓縮過程中，部分動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，只有當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時機械能才守恒。題目：火箭發(fā)射過程中，若忽略空氣阻力，火箭與噴出氣體組成的系統(tǒng)動量守恒。解析：正確。火箭發(fā)射時，燃氣推力（內(nèi)力）遠大于重力（外力），滿足近似守恒條件。隨著燃料消耗，火箭質(zhì)量減小，速度增大，總動量保持不變（初始動量為零）。題目：光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球以速度v撞擊質(zhì)量為M的靜止圓弧槽，小球在槽內(nèi)運動過程中，系統(tǒng)水平方向動量守恒，豎直方向動量也守恒。解析：錯誤。水平方向動量守恒（不受外力），但豎直方向上小球做圓周運動，存在向心加速度，合外力不為零（重力與槽的支持力合力提供向心力），因此豎直方向動量不守恒。題目：完全非彈性碰撞中，系統(tǒng)動量守恒，且碰撞后兩物體速度一定相等。解析：正確。完全非彈性碰撞的定義是碰撞后兩物體共速，此時內(nèi)力遠大于外力，動量守恒，機械能損失最大。題目：系統(tǒng)在某一方向上動量守恒，則系統(tǒng)總動量一定守恒。解析：錯誤。方向守恒僅針對特定坐標(biāo)軸，總動量可能因其他方向動量變化而改變。例如，斜面上滑塊與斜面組成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，但總動量因豎直方向動量變化而不守恒。題目：靜止在光滑水平面上的物體炸裂為兩塊，若其中一塊的動量方向向左，則另一塊的動量方向一定向右，且大小相等。解析：正確。炸裂過程內(nèi)力遠大于外力，系統(tǒng)動量守恒（初始動量為零），因此兩塊動量等大反向，總動量保持為零。三、易錯點與解題技巧總結(jié)（一）常見易錯點混淆內(nèi)力與外力：例如，將系統(tǒng)內(nèi)物體所受重力誤認(rèn)為外力（如地球與物體組成系統(tǒng)時，重力為內(nèi)力）。忽略方向守恒條件：在曲線運動中，未分析特定方向的受力情況，直接判斷總動量是否守恒。誤將“動量變化量為零”等同于“動量不變”：例如，勻速圓周運動物體動量時刻變化，但在完整周期內(nèi)動量變化量為零，并非動量守恒。（二）解題技巧系統(tǒng)選取三原則：包含所有相互作用物體；盡量使外力合力為零；避免包含無關(guān)物體（如地面、地球等）。受力分析四步驟：確定研究系統(tǒng)；畫出系統(tǒng)受力圖；計算合外力（整體法）；判斷是否滿足守恒條件。方向守恒判斷法：建立直角坐標(biāo)系；分別計算x、y方向合外力；對合外力為零的方向應(yīng)用動量守恒。四、拓展訓(xùn)練題（含多情境綜合判斷）題目：如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平面上，車內(nèi)質(zhì)量為m的人以相對車的速度v水平向后跳出，在此過程中人與車組成的系統(tǒng)動量守恒。（圖：小車左端有站立的人）解析：正確。水平方向不受外力，系統(tǒng)動量守恒。需注意，人的速度應(yīng)轉(zhuǎn)換為對地速度（v地=v車-v），列方程：Mv車+m(v車-v)=0。題目：光滑水平面上，A、B兩物塊用輕質(zhì)彈簧連接，現(xiàn)用水平力F拉A使彈簧伸長，靜止釋放后，在彈簧恢復(fù)原長過程中，系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒。解析：錯誤。釋放前系統(tǒng)受外力F，釋放瞬間合外力為零（F消失），動量守恒成立；但釋放前外力F做功，系統(tǒng)機械能不守恒（初始機械能包含彈性勢能和F做的功）。題目：粗糙水平面上，質(zhì)量相等的兩物塊A、B以相同速率相向運動，碰撞后均靜止，該過程系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒。解析：錯誤。動量守恒成立（合外力為零），但機械能不守恒。碰撞前總動能為mv2，碰撞后動能為零，機械能全部損失（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。題目：電梯內(nèi)水平桌面上的兩小球碰撞，若電梯勻速上升，則系統(tǒng)動量守恒；若電梯加速上升，則系統(tǒng)動量不守恒。解析：正確。勻速時系統(tǒng)合外力為零（重力與支持力平衡）；加速時合外力不為零（支持力大于重力），因此動量不守恒。題目：子彈水平射入懸掛的沙袋并留在其中，子彈與沙袋組成的系統(tǒng)在子彈射入過程中動量守恒。解析：錯誤。沙袋懸掛時，系統(tǒng)在豎直方向受重力和繩子拉