1.3 动量守恒定律（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1（人教版）

第3节　动量守恒定律 新课程标准 学业质量目标 1.通过学习理解系统、内力、外力的概念。 2.通过理论推导掌握动量守恒定律的确切含义和表达式，知道动量守恒定律的适用条件。 3.通过实例分析，了解动量守恒定律的普遍适用性，会初步利用动量守恒定律解决实际问题。 1.能合理选取系统，能在具体问题中区分内力与外力。(物理观念) 2.能构建物理模型推导动量守恒定律，并能应用动量守恒定律解决简单问题。(科学思维) 3.通过生活中动量守恒定律的应用知道动量守恒定律的普遍适用性。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第11页 [知识梳理] 一、相互作用的两个物体的动量改变 1．推导：如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别是m1和m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是v1和v2，v2>v1。当B追上A时发生碰撞，碰撞后A、B的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。 根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即 F1Δt＝m1v1′－m1v1 物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即 F2Δt＝m2v2′－m2v2 根据牛顿第三定律F1＝－F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有 m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2) m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 2．结论：两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 二、动量守恒定律 1．系统：由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体。 2．内力：系统中物体间的相互作用力。 3．外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力。 4．动量守恒定律：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。 三、动量守恒定律的普适性 1．牛顿运动定律的局限性：用牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程中的力，在实际过程中往往涉及多个力，力随时间变化的规律也可能很复杂，使得问题难以求解。高 速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域，牛顿运动定律不再适用。 2．动量守恒定律的普适性：动量守恒定律只涉及过程始末两个状态，与过程中力的细节无关。高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域，动量守恒定律仍然正确。 [自主评价] 1．判断正误 (1)某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关。(√) (2)一个系统始、末状态动量大小相等，即动量守恒。(×) (3)只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒。(×) (4)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。(√) 2．情景思考 (1)如图所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力，还是外力？如果将后面两辆汽车看作一个系统呢？ 提示：内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。如果将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内部物体之间的作用力，是内力。 (2)系统总动量为零，是不是组成系统的每个物体的动量都等于零？ 提示：不是。系统总动量为零，并不一定是每个物体的动量都为零，还可以是几个物体的动量并不为零，但它们的矢量和为零。 授课提示：对应学生用书第11页 要点一　动量守恒定律的理解 　(1)在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端，如图所示。我们能看到非常有趣的现象：在连续的敲打下，这辆车不是持续地向右运动，而是左右振动。为什么会出现这种现象？ 提示：人、锤和车组成的系统水平方向动量守恒，人把锤向上挥起，车向右运动，当锤停下，车也停下。当人挥动锤击打车，车向左运动，击打结束，锤停止车也停止，故车左右振动，不能持续地向右运动。 (2)若以人、锤组成的系统为研究对象或者以人、车组成的系统为研究对象，在打击过程中，系统动量守恒吗？ 提示：两种情况下系统动量都不守恒，因为以人、锤组成的系统为研究对象，打击过程系统外的车参与了作用；以人、车组成的系统为研究对象，打击过程系统外的锤参与了作用。 1．动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力或所受合外力为零。 (2)系统所受合外力不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒。 (3)系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 2．动量守恒定律的几个性质 (1)矢量性。公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正