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课题 1.3 动量守恒定理课型新授课课时 2 主备人授课教师教材分析《动量守恒定律》是高中物理选择性必修一第1第三节的内容。
它是本章的重点，同时也是力学部分的重要内容。
动量守恒定律是自然界中最普遍最重要的基本规律之一。
它虽然可以由牛顿定律推导出来，但其适用范围要比牛顿定律广泛的多，不仅适用于宏观低速的物体，而且适用于微观高速运动的粒子，因此它在整个物理学中占有非常重要的地位。
学情分析学生在学习本节内容之前已经学习了动量和动量定理，有一定的知识储备，同时也具备一定的逻辑思维能力，能在熟悉的问题情境中应用常见的物理模型，但在新情境中则不行；学生已掌握科学探究的一般方法，但基于证据证明物理结论的能力有待提高。
教学目标与核心素养1．知道相互作用的两个物体的冲量及动量变化特点．2．理解系统、内力、外力的概念．3．知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件．4．了解动量守恒定律的普遍意义，会用动量守恒定律解决实际问题.重点理解和基本掌握动量守恒定律。
难点对守恒条件的掌握。
教学内容及教师活动设计学生活动二次备课环节一：导入新课一、学习目标1．知道相互作用的两个物体的冲量及动量变化特点．2．理解系统、内力、外力的概念．3．知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件．4．了解动量守恒定律的普遍意义，会用动量守恒定律解决实际问题.二、情景引入对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律么？了解本节课学习目标引导学生研究生活中常见的两个物体的碰撞的情景，帮助学生建构物理模型。
动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？一、相互作用的两个物体的动量改变二、动量守恒定律变化是绝对的，不变是相对的。
只有明确了引起变化的原因，才能进一步判断是否存在不变的可能性以及不变所需要的条件。
所以，在一个守恒的特殊模型基础上，为了不失一般性，赋予更加一般的条件，可以推得更加一般的结论（系统总动量变化的原因）。
第3节动量守恒定律一、动量守恒的条件1．如图所示，木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩。
当撤去外力后，下列说法中不正确的是（）A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒2．如图所示，一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为M的平板，静止在O点，一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示，让环自由下落，撞击平板．已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长，则下列说法正确的是（）A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒C ．环撞击板后，板的新的平衡位置在O 点正下方D ．碰撞后新平衡位置与下落高度h 无关3．如图所示，质量为m 、带有四分之一光滑圆弧槽的小车停放在光滑水平面上，一质量为m 的小球以水平速度0v 从底端滑上小车，到达某一高度后，小球又返回底端。
下列说法正确的是（ ）A ．小车一直向左运动B ．小球到达最高点时速度为零C ．小球和小车组成的系统机械能守恒D ．小球和小车组成的系统动量守恒二、动量守恒定律的应用4．如图所示，质量为M 的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m 的木块以初速度0v 水平地滑至车的上表面，若车足够长，则（ ）A ．木块的最终速度为0M v M mB ．由于车上表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C ．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多D ．改变车上表面的粗糙程度，小车获得的动量不变5．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s 向右做匀速直线运动。
已知甲、乙两球质量分别0.1kg 和0.2kg 。
某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s ，两球之间的距离为x =2.7m ，则下列说法正确的是（ ）A ．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同B ．刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/sC ．刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/sD ．爆炸过程中释放的能量为0.027J6．在光滑的水平轨道上放置一门质量为m 1的旧式炮车（不包含炮弹质量），炮弹的质量为m 2，当炮车沿与水平方向成θ角发射炮弹时，炮弹相对炮口的速度为v 0，则炮车后退的速度为（ ）A ．201cos m v m θ B ．102cos m v m θ C ．2012cos +m v m m θ D ．1012cos +m v m m θ7．如图所示，所有接触面均光滑，质量为M 的半圆弧槽静止地靠在竖直墙面处，A 、B 是槽的两个端点，C 为槽的底部中点。
1.3动量守恒定律[学习目标] 1.理解系统、内力和外力的概念.2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件.3.了解动量守恒定律的普遍意义．[导学探究]如图所示，光滑水平桌面上的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向做匀速运动，速度分别是v1和v2，v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系．[知识梳理]动量守恒定律1．系统、内力和外力(1)系统：相互作用的两个或多个物体组成一个力学系统．(2)内力：系统中物体间的相互作用力．(3)外力：系统外部的物体对系统内物体的作用力．2．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：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(作用前后总动量相等)．(3)适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为0.[课堂练习]判断下列说法的正误．(1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒．()(2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒．()(3)若系统内存在摩擦力，则动量不可能守恒．()(4)只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒．()(5)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零．()例1：在列车编组站里，一辆m1为1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后一起继续运动。
求货车碰撞后运动的速度。
例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，火箭在该点突然炸裂成两块,其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。
求炸裂后另一块的速度v2。
[知识深化]对动量守恒定律的认识1.对系统“总动量保持不变”的理解(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等．(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化．2.动量守恒定律的“四性”(1)矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式．(2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于地面的速度．(3)同时性：初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量；末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量．(4)普适性：牛顿运动定律：低速、宏观适用，高速（接近光速）、微观（小到分子原子尺度）不适用。
动量守恒定律：目前为止物理学研究的一切领域，即不仅适用于两个物体或多个物体组成的系统，也适用于宏观低速物体，以及微观高速粒子组成的系统.3.动量守恒条件的理解(1)系统不受外力作用：这是一种理想化的情形．(2)系统受外力作用，但所受合外力为零．(3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒．例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近似守恒．(4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．例3 (多选)如图所示，A、B两物体质量之比m A∶m B＝3∶2，静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的水平弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是()A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒1.动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统．判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系．2．判断系统的动量是否守恒，要注意守恒的条件是不受外力或所受合外力为零，因此要分清哪些力是内力，哪些力是外力．3．系统的动量守恒，并不是系统内各物体的动量都不变．一般来说，系统的动量守恒时，系统内各物体的动量是变化的，但系统内各物体的动量的矢量和是不变的．[知识深化]动量守恒定律的简单应用1．动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义：(1)p＝p′：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′.(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量的矢量和等于作用后的动量的矢量和．(3)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反．(4)Δp＝0：系统总动量变化量为零．2．应用动量守恒定律的解题步骤：[课堂练习]如图所示，某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140 kg，原来的速度是0.5 m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上．此时小船的速度大小为________m/s，此过程该同学动量变化量的大小为________kg·m/s.应用动量守恒定律解题，在规定正方向的前提下，要注意各已知速度的正负号，求解出未知速度的正负号，一定要指明速度方向．[课堂练习]1．(动量守恒的条件判断)把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是()A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒D.三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零2．(动量守恒的条件判断)如图6所示的装置中，木块B静止在光滑的水平桌面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能不守恒D．动量不守恒、机械能守恒3．(动量守恒定律的应用)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s.求甲、乙两运动员的质量之比．[课后练习]1．关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围，下列说法正确的是()A．牛顿运动定律也适合解决高速运动的问题B．牛顿运动定律也适合解决微观粒子的运动问题C．动量守恒定律既适用于低速，也适用于高速运动的粒子D．动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子2．(多选)如图所示，木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b 上施加一向左的水平力使弹簧压缩，当撤去水平力后，下列说法中正确的是()A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒C．a离开墙壁后，a和b组成的系统的动量守恒D．a离开墙壁后，a和b组成的系统的动量不守恒3．下列情形中，满足动量守恒条件的是()A．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量4．如图2所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是()A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量变化量与男孩、小车的总动量变化量相同5．如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的速度大小分别为3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两物体质量之比为() A．2∶3 B．2∶5 C．3∶5 D．5∶36．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起向南滑行了一段距离后停止．根据测速仪的测定，长途客车撞前以20 m/s的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度()A．小于10 m/s B．大于10 m/s，小于20 m/sC．大于20 m/s，小于30 m/s D．大于30 m/s，小于40 m/s7．一颗手榴弹被投出后到达最高点时的速度为v0＝10 m/s，设炸成两块后，质量为0.4 kg的大块速度大小为250 m/s，方向与原来方向相反，若取v0方向为正方向，则质量为0.2 kg的小块速度为() A．－470 m/s B．530 m/s C．470 m/s D．800 m/s8．甲、乙两人静止站在光滑的水平冰面上，他们的质量都是M，甲手持一个质量为m的球，现甲把球以相对地面为v的速度传给乙，乙接球后又以相对地面为2v的速度把球传回甲，甲接到球后，甲、乙两人的速度大小之比为()A.2MM－m B.M＋mM C.2(M＋m)3M D.MM＋m9．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生碰撞，碰撞后两球的速度仍沿这条直线．作用前a球动量p a＝30 kg·m/s, b球动量p b＝0, 碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s, 则作用后b球的动量为()A．－20 kg·m/s B．10 kg·m/s C．20 kg·m/s D．30 kg·m/s10．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量m A＝1 kg.初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的x－t图象如图乙所示(规定向右为位移的正方向)，则物块B的质量为多少？11.a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的x－t图象如图所示.若a球的质量m a＝1 kg，则b球的质量m b等于多少？。
