1.3動量守恒定律高二物理（人教版2019選擇性）

3.動量守恒定律第一單元動量守恒定律1物理觀念：在了解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的基礎(chǔ)上，理解動量守恒定律。了解動量守恒定律的普遍適用性和牛頓運動定律適用范圍的局限性。2科學(xué)思維：在系統(tǒng)對象的分析下，得出動量守恒定律滿足的條件。培養(yǎng)學(xué)生思考分析能力。培養(yǎng)建構(gòu)模型能力。能夠運用動量守恒定律分析生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。3科學(xué)探究：經(jīng)歷對動量守恒的探究過程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問題。知道動量守恒定律適用條件，領(lǐng)會理想化的思想。能在觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜想與假設(shè)；具有設(shè)計探究方案和獲取證據(jù)的能力。4科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實事求是有將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問題。核

心

素

養(yǎng)一、驅(qū)動問題第二屆中國冰壺聯(lián)賽(西寧站)在青海多巴國家高原體育訓(xùn)練基地拉開帷幕。聯(lián)賽最后于2024年1月1日聯(lián)賽落下帷幕。吉林隊以7:6戰(zhàn)勝北京隊獲得混雙冠軍，廣東隊6:3戰(zhàn)勝重慶隊獲得季軍。冰壺在碰撞過程中動量怎么個變化呢？比賽中，為什么要在冰面上和用冰壺刷不斷的摩擦冰面？是否與氣墊導(dǎo)軌有類似的作用？對于冰壺的這種碰撞是否也有與兩個滑塊碰撞時類似的結(jié)論？一、驅(qū)動問題動量定理研究的是單個物體受力一段時間動量的變化量，如果兩個或者多個物體發(fā)生相互作用，他們動量又是怎樣的呢？一、驅(qū)動問題以上現(xiàn)象中小球的動量都發(fā)生了變化，多個小球總的動量發(fā)生變化了嗎？（提示：嘗試從隔離每個小球用動量定理的角度去思考。）為什么要選擇密度很大的鐵球或者鉛球做該實驗？點擊視頻播放

ABm2m1m2m1m2m1

AB二、相互作用的兩個物體的動量改變【活動】如圖中在光滑水平桌面上做勻速運動的兩個物體A，B，當(dāng)B追上A時發(fā)生碰撞（兩物體勻速，且v2>v1）。碰撞后A、B的速度分別是v′1和v′2。碰撞過程中A所受B對它的作用力是F1，B所受A對它的作用力是F2。碰撞時，兩物體之間力的作用時間用Δt表示。你能根據(jù)以上信息推導(dǎo)A、B碰撞之后動量之和的變化情況嗎？光滑平面光滑平面（一）碰撞情景二、相互作用的兩個物體的動量改變（二）過程分析(1)以物體A為研究對象，根據(jù)動量定理，物體A動量的變化量等于它所受作用力F1的沖量，即(2)以物體B為研究對象，物體B動量的變化量等于它所受作用力F2的沖量，即(3)根據(jù)牛頓第三定律可知兩個物體碰撞過程中的每個時刻相互作用力(4)整理得

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑平面光滑平面二、相互作用的兩個物體的動量改變（三）歸納總結(jié)碰撞前后滿足動量之和不變的兩個物體的受力情況是怎么樣的呢？m2m1FF’m1gm2g1.兩物體各自即受到對方的作用力，同時又受到重力和桌面的支持力，重力和支持力是一對平衡力。2.兩個碰撞的物體在受到外部對它們的作用力的矢量和為零的情況下動量守恒。三、動量守恒定律N1G1N2G2F1F2系統(tǒng)內(nèi)力外力系統(tǒng)：有相互作用的物體構(gòu)成一個系統(tǒng)內(nèi)力：系統(tǒng)中各物體之間的相互作用力外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力

（一）系統(tǒng)及內(nèi)外力三、動量守恒定律（二）動量守恒定律1.內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。2.表達(dá)式：3.條件：①系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零（嚴(yán)格條件）②雖然受外力不為零，但內(nèi)力>>外力，且作用時間極短，爆炸，碰撞類問題（近似條件）③雖然受外力不為零，但某方向上不受外力，則該方向動量守恒。（某方向動量守恒，系統(tǒng)動量實際不一定守恒）三、動量守恒定律（三）思考與討論AB如圖所示，靜止的兩輛小車用細(xì)線相連，中間有一個壓縮了的輕彈簧。（1）燒斷細(xì)繩后，由于彈力的作用，兩輛小車分別向左、右運動，它們獲得了動量，它們的總動量是否增加了？系統(tǒng)所受合外力為0，動量守恒；整個過程取向左為正方向，則0=mAvA+(-mBvB)；（2）燒斷細(xì)繩后，按住左邊的小車，由于彈力的作用，右邊小車向右運動，右邊小車獲得了動量，那么它們的總動量是否守恒？系統(tǒng)所受合外力不為0，動量不守恒三、動量守恒定律（三）思考與討論AB如圖所示，靜止的兩輛小車用細(xì)線相連，中間有一個壓縮了的輕彈簧。（3）燒斷細(xì)繩后，按住左邊的小車，由于彈力的作用，右邊小車向右運動，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，松開左邊小車，哪個過程它們的總動量不守恒，哪個過程它們的總動量守恒？燒斷繩子瞬間到彈簧恢復(fù)原長前，系統(tǒng)所受合外力不為0，動量不守恒。松開左邊小車后，系統(tǒng)合外力為0，動量守恒。（2）分析系統(tǒng)受到哪幾個外力的作用？是否符合動量守恒的條件？三、動量守恒定律（四）典例精講【例題1】在列車編組站里，一輛m1=1.8×104kg

的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運動，碰上一輛m2=2.2×104kg的靜止貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運動，求貨車碰撞后的運動速度。

m1m2系統(tǒng)N1N2F2內(nèi)力外力F1G1G2（1）本題中相互作用的系統(tǒng)是什么？地面摩擦力和空氣阻力遠(yuǎn)小于內(nèi)力動量守恒分析：三、動量守恒定律

m1m2x0【解析】沿碰撞前貨車運動的方向建立坐標(biāo)軸，有v1=2

m/s

設(shè)兩車結(jié)合后的速度為v。兩車碰撞前的總動量為：兩車碰撞后的總動量為：由動量守恒定律可得：所以代入數(shù)值，得：v=0.9m/s，方向向右。

三、動量守恒定律【例題2】

一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)量為m，在某點的速度為v，方向水平，燃料即將耗盡?；鸺谠擖c突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1

。求炸裂后另一塊的速度v2。解：火箭炸裂前的總動量為：火箭炸裂后的總動量為：根據(jù)動量守恒定律可得：解得：x0

m1m2v三、動量守恒定律（五）解題方法歸納①找：找研究對象(系統(tǒng)包括那幾個物體)和研究過程；②析：進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；③定：規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量正負(fù)號，畫好分析圖；④列：由動量守恒定律列方程；⑤算：合理進(jìn)行運算，得出最后的結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行分析。（1）應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟和方法：（2）通過例題1和例題2，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)小于外力時，我們?nèi)匀豢梢岳脛恿渴睾愣商幚韱栴}。四、動量守恒定律的普適性體育生活中應(yīng)用速滑接力比賽斯諾克比賽冰壺比賽四、動量守恒定律的普適性高速微觀領(lǐng)域的應(yīng)用正負(fù)電子對撞實驗微觀粒子間的碰撞星系間的碰撞四、動量守恒定律的普適性既然許多問題可以通過牛頓運動定律解決，為什么還要研究動量守恒定律？1、動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài),與過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。2、動量守恒定律不僅適用于宏觀、低速問題，而且適用于高速、微觀的問題。牛頓運動定律解決問題要涉及整個過程的力。3、動量守恒定律是一個獨立的實驗規(guī)律,它適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。這些領(lǐng)域，牛頓運動定律不在適用。五、機械能守恒和動量守恒的比較單個、或相互作用的物體組成的系統(tǒng)相互作用的物體組成的系統(tǒng)只有重力或彈力做功,其他力不做功系統(tǒng)不受外力或所受合外力等于零標(biāo)量守恒(不考慮方向性)矢量守恒(規(guī)定正方向)都可以用實驗來驗證,因此它們都是實驗規(guī)律。僅限于宏觀、低速領(lǐng)域到目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域爆炸、碰撞、反沖相互作用現(xiàn)象中,因F內(nèi)>>F外,動量是守恒的,但很多情況下有其它力（內(nèi)力）做功,有其他形式能量轉(zhuǎn)化為機械能,機械能不守恒.課堂小結(jié)動量守恒定律（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1?v1=-m2?v2（3）條件（1）內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變①系統(tǒng)不受外力；②系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；③系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力；④在某一方向上不受外力或合外力為零或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力。課堂反饋1.如圖所示，光滑圓槽質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平面上，其內(nèi)表面有一小球被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處，如將線燒斷，小球滑到另一邊的最高點時，圓槽的速度為(

)A．0 B．向左C．向右 D．不能確定A課堂反饋課堂反饋答案:BC課堂反饋課堂反饋課堂反饋課堂反饋4.把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平地面上，槍發(fā)射出一顆子彈時，關(guān)于槍、子彈和小車，下列說法正確的是()A．槍和子彈組成的系統(tǒng)，動量守恒B．槍和小車組成的系統(tǒng)動量守恒C．槍、子彈和小車三者組成的系統(tǒng)動量守恒D．槍、子彈和小車三者組成的系統(tǒng)，因槍和子彈間有摩擦力，故動量不守恒C課堂反饋質(zhì)量m1=0.1kg的小球在光滑水平面上以v1=30cm/s的速率向右運動，恰遇上質(zhì)量m2=0.5kg的小球以v2=10cm/s的速率向左運動，碰撞后小球m2恰好靜止，那么碰撞后小球m1的速度大小是多大？方向如何？解：以兩個小球為系統(tǒng)，以水平向右方向為正，v1=0.3m/s，v2=-0.1m/s，v2′=0根據(jù)動量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′解得：v1′=-0.2m/s負(fù)號表示速度方向水平向左。課堂反饋5．在光滑的水平面上，一個質(zhì)量為2kg的物體A與另一物體B發(fā)生正碰，碰撞時間不計，兩物體的位置隨時間變化規(guī)律如圖所示，以A物體碰前速度方向為正方向，下列說法正確的是（）A．碰撞后A的動量為6kg﹒m/sB．碰撞后A的動量為2kg﹒m/sC．物體B的質(zhì)量為2kgD．碰撞過程中合外