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、內力和外力的基礎上，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科學思維：在系統對象的分析下，得出動量守恒定律滿足的條件。培養學生思考分析能力。培養建構模型能力。能夠運用動量守恒定律分析生產生活中的有關現象。3科學探究：經歷對動量守恒的探究過程，嘗試用科學探究的方法研究物理問題。知道動量守恒定律適用條件，領會理想化的思想。能在觀察和實驗中發現問題、提出合理猜想與假設；具有設計探究方案和獲取證據的能力。4科學態度與責任：具有學習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，能基于證據和邏輯發表自己的見解，實事求是有將物理知識應用于生活和生產實踐的意識，勇于探索日常生活有關的物理問題。核

心

素

養一、驅動問題第二屆中國冰壺聯賽(西寧站)在青海多巴國家高原體育訓練基地拉開帷幕。聯賽最后于2024年1月1日聯賽落下帷幕。吉林隊以7:6戰勝北京隊獲得混雙冠軍，廣東隊6:3戰勝重慶隊獲得季軍。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論？一、驅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生相互作用，他們動量又是怎樣的呢？一、驅動問題以上現象中小球的動量都發生了變化，多個小球總的動量發生變化了嗎？（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B追上A時發生碰撞（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。你能根據以上信息推導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系統內力外力系統：有相互作用的物體構成一個系統內力：系統中各物體之間的相互作用力外力：外部其他物體對系統的作用力

（一）系統及內外力三、動量守恒定律（二）動量守恒定律1.內容：如果一個系統不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統的總動量保持不變。2.表達式：3.條件：①系統不受外力或所受合外力為零（嚴格條件）②雖然受外力不為零，但內力>>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線相連，中間有一個壓縮了的輕彈簧。（1）燒斷細繩后，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線相連，中間有一個壓縮了的輕彈簧。（3）燒斷細繩后，按住左邊的小車，由于彈力的作用，右邊小車向右運動，當彈簧恢復原長時，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原長前，系統所受合外力不為0，動量不守恒。松開左邊小車后，系統合外力為0，動量守恒。（2）分析系統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，它們碰撞后結合在一起繼續運動，求貨車碰撞后的運動速度。

m1m2系統N1N2F2內力外力F1G1G2（1）本題中相互作用的系統是什么？地面摩擦力和空氣阻力遠小于內力動量守恒分析：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軸，有v1=2

m/s

設兩車結合后的速度為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，質量為m，在某點的速度為v，方向水平，燃料即將耗盡。火箭在該點突然炸裂成兩塊，其中質量為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(系統包括那幾個物體)和研究過程；②析：進行受力分析，判斷系統動量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；③定：規定正方向，確定初末狀態動量正負號，畫好分析圖；④列：由動量守恒定律列方程；⑤算：合理進行運算，得出最后的結果，并對結果進行分析。（1）應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，我們發現當內力遠小于外力時，我們仍然可以利用動量守恒定律處理問題。四、動量守恒定律的普適性體育生活中應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域的應用正負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,與過程中力的細節無關。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律,它適用于目前為止物理學研究的一切領域。這些領域，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相互作用的物體組成的系統只有重力或彈力做功,其他力不做功系統不受外力或所受合外力等于零標量守恒(不考慮方向性)矢量守恒(規定正方向)都可以用實驗來驗證,因此它們都是實驗規律。僅限于宏觀、低速領域到目前為止物理學研究的一切領域爆炸、碰撞、反沖相互作用現象中,因F內>>F外,動量是守恒的,但很多情況下有其它力（內力）做功,有其他形式能量轉化為機械能,機械能不守恒.課堂小結動量守恒定律（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1?v1=-m2?v2（3）條件（1）內容：如果一個系統不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統的總動量保持不變①系統不受外力；②系統受到外力，但外力的合力為零；③系統所受外力合力不為零，但系統內力遠大于外力；④在某一方向上不受外力或合外力為零或內力遠大于外力。課堂反饋1.如圖所示，光滑圓槽質量為M，靜止在光滑的水平面上，其內表面有一小球被細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，槍發射出一顆子彈時，關于槍、子彈和小車，下列說法正確的是()A．槍和子彈組成的系統，動量守恒B．槍和小車組成的系統動量守恒C．槍、子彈和小車三者組成的系統動量守恒D．槍、子彈和小車三者組成的系統，因槍和子彈間有摩擦力，故動量不守恒C課堂反饋質量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，以水平向右方向為正，v1=0.3m/s，v2=-0.1m/s，v2′=0根據動量守恒定律：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′解得：v1′=-0.2m/s負號表示速度方向水平向左。課堂反饋5．在光滑的水平面上，一個質量為2kg的物體A與另一物體B發生正碰，碰撞時間不計，兩物體的位置隨時間變化規律如圖所示，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的質量為2kgD．碰撞過程中合外