人教版高中物理選擇性必修1第1章第3節動量守恒定律教學設計

課題動量守恒定律單元1學科物理年級高二

動量守恒定律既適用于宏觀世界，也適用于微觀世界;既適用于低速運動，又適用于高

速運動。它是適用范圍比牛頓運動定律更廣的一-條普遍規律。本節根據牛頓第三定律和動

量定理推導得出:不受外力(或所受合外力為0)的系統，在系統內部相互作用的過程中，系統

教材的總動量于恒。建立在牛頓第三定律及動量定理基礎上的理論推導和本章第1節的實驗探究

分析相結合，有利于幫助學生更好地理解動量守恒定律，深化對物體之間相互作用規律的理解。

動量守恒定律既是本章的核心內容，也是整個高中物理的重點內容。

本節的教學重點是理解動量守恒定律的內容和適用條件，掌握運用動量守恒定律解決問

題的步驟，并能應用動量守恒定律解決相關的問題。

教學目標：

(1)能運用動量定理和牛頓第三定律分析碰撞現象中的動量變化。

(2)在了解系統、內力和外力的基礎上，理解動量守恒定律。

(3)能夠運用動量守恒定律分析生產生活中的有關現象。

(4)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。

教學

核心素養：

目標

與核物理觀念：通過學習理解系統、內力、外力的概念。

心素科學思維：通過理論推導掌握動量守恒定律的確切含義和表達式，知道動量守恒定律的

養

適用條件。

科學探究：通過實例分析，了解動量守恒定律的普遍適用性，會初步利用動量守恒定律

解決實際問題。

科學態度與價值觀：通過對動量守恒定律的推導和應用，培養學生認真探究、刻苦專研

的科學精神。

重點通過理論推導掌握動量守恒定律的確切含義和表達式，知道動量守恒定律的適用條件。

難點通過實例分析，了解動量守恒定律的普遍適用性，會初步利用動量守恒定律解決實際問

題。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課第一節中我們通過分析一輛運動的小車碰撞

一輛靜止的小車，得出碰撞前后兩小車的動量之和思考問提出問題，

不變的結論。對于冰壺等物體的碰撞也是這樣的題，討論如何引出新課。

嗎?怎樣證明這一結論呢?這是一個普遍的規律嗎?證明碰撞中的

普遍規律。

講授新課一、系統內力和外力

通過明確引出系統、

碰碰撞情景，內力和外力的概

明確系統、內念，為下一步學

力、外力的概習動量守恒定律

1.系統：有相互作用的兩個（或兩個以上）物念。的推導做鋪墊。

體構成一個系統

2.內力：系統中相互作用的各物體之間的相互

作用力

3.外力：外部其他物體對系統的作用力

思考：

(1)碰撞過程中兩個小球受力情況如何？思考討論

(2)寫出兩小球速度的變化量，動量的變化量及碰撞過程中的

各自的沖量；受力情況。通過提出問

(3)結合牛頓運動定律和動量定理，請你推導出題，引導學生思

一個最終的表達式。考討論，進而推

二、動量守恒定律——理論推導1：牛頓運動導出動量守恒定

定律律的表達式。

二、動量守恒定律——理論推導2：動量定理

分別用動

量定理和牛頓

第二定律總結

推導。

三、動量守恒定律

1、內容：如果一個系統不受外力，或者所受

簡述動量學生總結出

外力的矢量和為0，這個系統的總動量保持不變。

守恒定律的內動量守恒定律的

這就是動量守恒定律。

容。內容，明確動量

2、表達式

守恒定律的適用

條件。

3、適用條件

(1)系統不受外力；(理想條件)

(2)系統受到外力，但外力的合力為零；(實際

條件)

(3)系統所受外力合力不為零，但系統內力遠大

于外力，外力相對來說可以忽略不計，因而系統動

量近似守恒；(近似條件）

(4)系統總的來看雖不符合以上三條中的任何

一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，

則系統在這一方向上動量守恒.(單向條件)

思考

A、B兩輛小車之間連接一根被壓縮了的彈簧

后用細線栓住，現燒斷細線。

若地面光滑，則燒斷細線后，系統動量是否守利用動量

恒？守恒定律思考提出思考

問題。題，讓學生學以

致用，利用新知

注意識解決實際問

1.確定研究對象(系統),區分內力和外力.從而題。

判斷所選擇的系統動量是否守恒。

2.在系統總動量一定(守恒)的情況下,系統中每

個物體的動量可以發生很大的變化。

應用動量守恒定律的注意點

(1)系統性：動量守恒定律是對一個系統而言

的，具有系統的整體性，而對物體系統的一部分，

動量守恒定律不一定適用。學習掌握

(2)矢量性：選取正方向，與正方向同向的為正，動量守恒的特

與正方向反向的為負，方向未知的，設與正方向同點。

向，結果為正時，方向即于正方向相同，否則，與

正方向相反。

(3)瞬(同)時性:動量是一個瞬時量，動量守

恒是指系統任意時刻動量守恒。方程左邊是作用前

某一時刻各物體的動量的和，方程右邊是作用后某

時刻系統各物體動量的和。不是同一時刻的動量不

能相加。

(4)相對性：由于動量的大小與參照系的選擇有

關，因此在應用動量守恒定律時，應注意各物體的

速度必須是相對同一參照物的。

(5)普適性：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。

4

例題1：在列車編組站里，一輛m1=1.8×10

kg的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運

4

動，碰上一輛m2=2.2×10kg的靜止貨車，

它們碰撞后結合在一起繼續運動，求貨車碰撞后的完成課本

運動速度。例題。通過課本例

題，總結動量守

恒定律的應用方

法。

①本題中相互作用的系統是什么？

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？

③本題中研究的是哪一個過程？該過程的

初狀態和末狀態分別是什么？

解析：沿碰撞前貨車運動的方向建立坐標軸，

有v1=2m/s，設兩車結合后的速度為v。

兩車碰撞前的總動量為：

pm1v1

兩車碰撞后的總動量為：

p'(m1m2)v

由動量守恒定律可得：

m1v1(m1m2)v

mv

所以v11，代入數據得v=0.9m/s。

m1m2

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。

火箭炸裂前的總動量為pmv

炸裂后的總動量為'

pm1v1(mm1)v2

根據動量守恒定律可得：

mvm1v1(mm1)v2

mvmv

解出v11。

mm1

若m=10kg,m1=4kg;v的大小為900m/s,v1的大

小為300m/s，則v2的大小為多少？

代入數據解得v2=1700m/s

應用動量守恒定律解題的基本步驟和方法

⑴分析題意，確定研究對象；

⑵分析作為研究對象的系統內各物體的受力

情況，分清內力與外力,確定系統動量是否守恒；

⑶在確認動量守恒的前提下，確定所研究的相通過例

互作用過程的始末狀態，規定正方向，確定始、末題，總結利用

狀態的動量值的表達式；動量守恒定律

⑷列動量守恒方程；解決實際問題

⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正負，的方法和步

以確定它的方向.驟。

課堂練習1、兩個磁性很強的磁鐵，分別固定

在甲、乙兩輛小車上，甲車的總質量為4kg，乙車

的總質量為2kg。甲、乙兩輛小車放在光滑的水平完成課堂

面上，它們相向運動，甲車的速度是5m/s，方向水練習。

平向右；乙車的速度是3m/s,方向水平向左。由于通過課堂練

兩車上同性磁極的相互排斥，某時刻乙車向右以習，鞏固基礎知

8m/s的水平速度運動，求此時甲車的速度？識。

以水平向右方向為正方向

v1=5m/s,v2=-3m/s,v2′=8m/s

根據動量守恒定律：

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

解得：v1′=-0.5m/s

負號表示甲車的速度方向水平向左

課堂練習2、一輛平板車停止在光滑水平面

上，車上一人用大錘敲打車的左端，如下圖所示，

在錘的連續敲打下，這輛平板車將()

A、左右來回運動

B、向左運動

C、向右運動

D、靜止不動

解析：對人、鐵錘和平板車組成的系統，系統

外力之和為0，系統總動量守恒。

當錘頭打下去時，錘頭向右運動，車就向左運

動；

舉起錘頭，錘頭向左運動，車就向右運動；

連續敲擊時，車就左右運動；一旦錘頭不動，

車就會停下。

答案：A

動量守恒定律的普適性

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。

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。進一步思

思考討論：如圖所示，一個質量是0.2kg的鋼考討論問題。

球，以2m/s的速度斜射到堅硬的大理石板上，入通過思考與

射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度討論，明確動量

也是45°,速度仍為2m/s。請你用作圖的方法求出守恒定律的矢量

鋼球動量變化的大小和方向。性。

p'=mv‘=0.2×2=0.4kg·m/s

p=mv=0.2×2=0.4kg·m/s

Δp=mv=2p=0.57kgm/s

拓展提高1、車廂長度為l，質量為m1，靜止于光滑的

水平面上。車廂內有一質量為m2的物體以初速度完成拓展通過完成練

v0向右運動，與車廂來回碰撞n次后靜止于車廂內，提高練習題。習，鞏固基礎知

這時車廂的速度為（）識。

A.v0，水平向右

B.0

C.m2v0/(m1+m2)

D.m2v0/(m1-m2)

答案