第一章 第三节 第1课时 动量守恒定律(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

第三节　动量守恒定律 第1课时　动量守恒定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道相互作用的两个物体的动量变化特点。 (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，理解其守恒的适用条件。 科学思维 培养逻辑思维能力，掌握运用动量守恒定律解决问题的步骤，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。 科学态度与责任 了解动量守恒定律的普遍意义，能正确认识科学的本质。 动量守恒定律 1．研究对象：相互作用的物体组成的系统。 (1)系统：相互作用的两个或多个物体构成的整体。 (2)内力：系统内物体之间的作用力。 (3)外力：系统外部其他物体对系统的作用力。 2．动量守恒定律的推导 (1)情境设置： 如图所示，物体1和物体2在光滑水平面上碰撞。设物体1和物体2的质量分别为m1，m2，碰撞前，物体1和物体2的速度分别为v1，v2。碰撞时，物体1对物体2的作用力为F12，物体2对物体1的作用力为F21，物体1与物体2的碰撞时间为t。碰撞后，物体1和物体2的速度分别为v1′，v2′。 (2)推导过程： 对物体1应用动量定理：F21t＝m1v1′－m1v1 对物体2应用动量定理：F12t＝m2v2′－m2v2 由牛顿第三定律得：F12＝－F21 由以上三式可得：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 (3)结论：两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 3．动量守恒的内容 如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变。 4．动量守恒的条件 (1)整个系统所受的合外力等于零，系统总动量守恒。 (2)整个系统在某个方向所受的合外力为零，系统在该方向的动量分量守恒。 (1)内力和外力是相对的，若研究对象发生变化，内力和外力也可能发生变化。 (2)系统的总动量保持不变是指在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等。　　 1.如图所示，两个人静止在滑冰场上用力推对方，两人会向相反方向滑去。 (1)两人的动量变化量有什么关系？ (2)两人的总动量在推动前后是否发生了变化？ 提示：(1)两人的动量变化量大小相等，方向相反。 (2)两人的总动量在推动前后均为零，没有发生变化。 2.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成一个系统，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成一个系统呢？ 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成一个系统，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成一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力，是内力。 新知学习(一)|动量守恒的条件和判断 [任务驱动] (1)如图甲所示，大人和小孩在冰面上游戏，小孩用力推大人。以大人和小孩组成的系统，涉及重力、推力、摩擦力、支持力作用，哪些是外力？哪些是内力？ (2)如图乙所示，小车A、B静止在光滑水平面上，烧断细线后，两小车受弹簧弹力的作用而运动，系统动量守恒吗？ (3)如图丙所示，速度为v0的物体滑上光滑水平面上的小车，物体与小车组成的系统动量守恒吗？ 提示：(1)重力、摩擦力、支持力是外力，推力是内力。 (2)烧断细线后，弹簧弹力是内力，系统所受外力的合力为零，系统动量守恒。 (3)物体和小车组成的系统，水平方向上合力为零，动量守恒，竖直方向上合力不为零，动量不守恒。　　　　 [重点释解] 1．研究对象：相互作用的物体组成的系统。 2．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)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒。 (3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 3．动量守恒定律的三个性质 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、负(表示方向)后，才能用代数方法运算 相对性 速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度 同时性 相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度 [典例体验] [典例]　(2021·全国乙卷)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动 车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统(　 ) A．动量守恒，机械能守恒