一、系統內力和外力
本章研究了碰撞問題。與過去的大多數熱學問題不同，碰撞的研究對象不是一個物體，而是兩個（或多個）物體。我們說這兩個（或多個）物體組成了一個熱學系統()。
實際上過去我們也曾涉及系統的問題。
比如，重力勢能屬于地面附近的物體與月球組成的系統；
彈簧具有的彈性勢能屬于構成它的許多小小的物質單元（這種物質單元之間有彈力的作用）組成的系統。
研究炸彈的爆燃時，它的所有碎片及形成的煤氣也要作為一個系統處理。
碰撞時兩個物體之間一定有互相斥力，因為這兩個物體是屬于同一個系統的，它們之間的力稱作內力(force)。
兩個物體就會遭到重力，若果放在桌面上，它們就會遭到桌面的支持力、摩擦力。這種力是系統以外的物體施加的，稱作外力（force）。
例如A、B兩物體構成一個系統，則A、B之間的互相斥力屬于內力；而系統外的物體C對A、B的斥力，以及系統外的D物體對B的斥力都屬于外力。（如右圖）
二、動量守恒定理
通過第1節的實驗你們早已意識到，兩個物體碰撞前后它們的總動量是不變的。如今再從另一個角度，即牛頓運動定理的角度考察這個問題。
1.推論
以上是用牛頓運動定理推導入動量守恒定理的過程。
也可以用上一節課學的動量定律來進行推論（如下）。
2.動量守恒定理
（1）內容
一個系統不受外力，或則所受外力的矢量和為零，這個系統的總動量保持不變。
（2）適用條件
系統不受外力或則所受外力的矢量和為零。
（3）公式
p1+p2=p1＇+p2＇
m1υ1+m2υ2=m1υ1′+m2υ2′
或Δp1=-Δp2或Δp總=0
（4）注意點
①研究對象：幾個互相作用的物體組成的系統（如：互相碰撞的兩個物體）。
②矢量性：以上表達式是矢量表達式，列式前要先規定正方向。
③同一性：即所用速率都相對同一參考系。
④守恒條件：系統不受外力，或所受外力的矢量和為0。
要正確分辨內力和外力；
條件的拓展：
a.當內力遠小于外力（F內＞＞F外）時，系統動量可視為守恒；（如爆燃問題。）
再例如兩個小鋼球在桌面上發生碰撞，它們之間的撞擊力比桌面的磨擦力大得多，因而可以覺得兩個小球構成的系統動量守恒。
b.若系統遭到的合外力不為零，但在某個方向上的合外力為零，則這個方向的動量守恒。
比如：如圖所示，斜面體A的質量為M，把它放在光滑的水平面上，一質量為m的滑塊B從斜面體A的底部由靜止滑下，與斜面體分離后以速率v在光滑的水平面上運動。
在物塊B沿斜面體A下降時，A與B間的斥力(彈力和可能的磨擦力)都是內力。
但物塊B還遭到重力作用，這個力是A、B系統以外的物體的作用，是外力；
物體A也遭到重力和水平面的支持力作用，這兩個力也不平衡(A遭到重力、水平面支持力和B對它的彈力在豎直方向平衡)。
故系統的合外力不為零。
但系統在水平方向沒有遭到外力作用，因此在水平方向可應用動量守恒，當滑塊在水平地面上向左運動時，斜面體將會往右運動，但是它們運動時的動量大小相等、方向相反，其總動量還是零。
三、動量守恒定理的應用
【小結】應用動量守恒定理解決問題的基本步驟
(1)明晰研究對象，分清系統內包含什么物體；
(2)對系統進行受力剖析，分清內力和外力，判定動量是否守恒；
(3)構建座標系、確定正方向，并明晰初態與未態；
(4)依據動量守恒定理列多項式求解。
【例3】在光滑水平面上A、B兩大車中間有一彈簧，如圖所示。用手捉住貨車并將彈簧壓縮后使貨車處于靜止狀態。將兩大車及彈簧看做一個系統，下述說法中正確的是()
A．雙手同時放開后，系統總動量仍然為零
B．先放開右手，再放開雙手后，動量不守恒
C．先放開右手，再放開雙手后，總動量向左
D．無論何時放手，雙手放開后，在彈簧恢復原長的過程中，系統總動量都保持不變，但系統的總動量不一定為零
[解析]
在雙手同時放開后，水平方向無外力作用，只有彈簧的彈力(內力)，故動量守恒，即系統的總動量仍然為零，A對；
先放開右手，再放開雙手后，是指雙手對系統都無斥力以后的那一段時間，系統所受合外力也為零，即動量是守恒的，B錯；
先放開右手，系統就在食指作用下，形成向左的沖量，故有向左的動量，再放開雙手后，系統的動量仍守恒，即隨后的總動量向左，C對；
雖然，無論何時放開手，只要是雙手都放開就滿足動量守恒的條件動量定理小球碰撞實驗，即系統的總動量保持不變。若同時放開，這么放手后系統的總動量就等于放手前的總動量，即為零；若雙手先后放開，這么雙手都放開后的總動量就與放開最后一只手后系統所具有的總動量相等，既不為零，D對。
[答案]ACD
思索與討論：
如圖所示，炮彈打進與固定于墻上的彈簧相連的鐵塊，從炮彈開始入射鐵塊到彈簧壓縮到最短的過程中，炮彈與鐵塊作為一個系統動量是否守恒？說明理由。
解答：子彈射入鐵塊的頓時，內力遠小于外力，可以覺得動量守恒。隨后，炮彈與鐵塊作為一個整體在彈簧彈力與地面施加的磨擦力的作用下，做減速運動，彈簧壓縮到最短時，系統的動量減為零。
四、動量守恒定理的普適性
既然許多問題可以通過牛頓運動定理解決，為何還要研究動量守恒定理?
從前面的事例可以見到，用牛頓運動定理解決問題要涉及整個過程中的力。有的時侯，力的方式很復雜，甚至是變化的，解上去很困難，甚至不能求解。
然而動量守恒定理只涉及過程始末兩個狀態，與過程中力的細節無關。這樣，問題常常能大大簡化。
除此之外，二者還有更深刻的差異。近代化學的研究對象早已擴充到我們直接經驗所不熟悉的高速（接近光速）、微觀（小到分子、原子的尺度）領域。實驗事實證明，在那些領域動量定理小球碰撞實驗，牛頓運動定理不再適用，而動量守恒定理依然正確。
動量守恒定理是一個獨立的實驗定理，它適用于且前為止化學學研究的一切領域。隨著學習的深入，朋友們對此將有更深刻的感受。
五、課后補充練習
1．一炮竹在空中的水平速率為υ，若因為爆燃分裂成兩塊，質量分別為m1和m2，其中質量為m1的尸塊以υ1速率向相反的方向運動，求另一塊碎片的速率。
2．貨車質量為200kg，車上有一質量為50kg的人。貨車以5m/s的速率向東勻速行駛，人以1m/s的速率向后跳離面包車，求：人離開后車的速率。（5.6m/s）
3．質量為30kg的兒子以8m/s的水平速率跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車，已知平板車的質量為90kg，求孩子跳上車后她們共同的速率。（2m/s）