第一章 3 动量守恒定律-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（教科版2019）

3．动量守恒定律 1．理解系统、内力、外力的概念。2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解动量守恒的条件，知道动量守恒定律的普适性。3.会用动量守恒定律解答相关问题。 一　系统、内力与外力 1．系统：由相互作用的两个或多个物体构成的整体。 2．内力：系统中物体之间的相互作用力。 3．外力：系统外部物体施加给系统内物体的作用力。 二　动量守恒定律 1．内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变。 2．表达式：对于在一条直线上运动的两个物体组成的系统，动量守恒定律的一般表达式为m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 3．适用条件：系统不受外力或者所受合外力为零。 4．普适性：动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之一。 1．判一判 (1)系统的动量守恒时，系统内各物体的动量一定守恒。(　　) (2)题目中涉及甲、乙、丙三个物体时，可以将甲和乙、甲和丙、乙和丙以及甲、乙、丙选为系统，具体如何选择要依据实际问题分析。(　　) (3)应用动量守恒定律时，若碰撞前后物体的速度方向相反，应规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。(　　) (4)动量守恒定律只适用于宏观低速的物体。(　　) (5)如果系统的机械能守恒，则动量也一定守恒。(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 2．想一想 (1)一个力对某个系统来说是外力，这个力在另一个系统中可以是内力吗？ 提示：可以。一个力是内力还是外力关键看所选择的系统，如发射炮弹时，以炮弹和炮车为系统，地面对炮车的力是外力，如果选炮弹、炮车及地球为系统，地面对炮车的力就是内力。 (2)系统内存在摩擦力，系统的动量还守恒吗？ 提示：系统内的摩擦力是内力，动量是否守恒取决于系统所受合外力的情况。 (3)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围一样吗？ 提示：不一样，动量守恒定律的适用范围更广。牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，而动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的一切领域。 探究　动量守恒定律及其应用 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：根据第1节两个滑块在几种碰撞中的实验数据可知，碰撞前后两个滑块组成的系统的动量是不变的。现在我们从理论上分析，相互作用的系统的总动量满足什么条件才能保持不变。如图所示，光滑水平桌面上两小球碰撞的过程，除受两小球之间的相互作用力外，还受其他力作用吗？受力有什么特点？ 提示：两小球碰撞时，还分别受到重力和桌面的支持力作用，但除两小球间的相互作用力外，所受其他力的合力为零。 活动2：请从理论上分析两小球碰撞前后总动量的变化规律。 提示：我们把图a→图b→图c这个本已短暂的过程再分成很多小段，每段的时间为Δt，只要Δt足够短，这段时间内的相互作用力就可以看作恒力，并且根据牛顿第三定律，这对相互作用力大小相等、方向相反，可以说，在这个相互作用过程的每时每刻相互作用力都满足F2对1＝－F1对2。因此，在整个碰撞过程中的平均力满足2对1＝－1对2。 分别对两小球应用动量定理，得2对1·t＝p1′－p1，1对2·t＝p2′－p2， 则p1′－p1＝－(p2′－p2)， 式中p1和p2分别是两个小球碰撞前的动量，p1′和p2′分别是两个小球碰撞后的动量。将上式变形，得p1＋p2＝p1′＋p2′， 它表示相互碰撞的两个小球组成的系统，总动量保持不变。 1．系统、内力和外力 (1)系统：由相互作用的两个或多个物体构成的整体。 (2)内力与外力：系统中物体之间的相互作用力叫作内力；系统外部的物体施加给系统内物体的力叫作外力。 内力和外力与系统的选取有关，例如甲、乙、丙三个物体均有相互作用，如果以三个物体为系统，则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力；如果以甲、乙两个物体为系统，则甲、乙间的相互作用为内力，丙对甲、乙的作用为外力。没有明确的系统对象，判断内力和外力是毫无意义的。 2．动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变。 (2)理解 ①系统的总动量保持不变，是指系统内各物体动量矢量和的大小和方向均不变。 说明：在求初、末状态系统的总动量时，要按矢量运算法则计算，常用的方法是：将初、末状态的动量在直角坐标系中分别进行正交分解，然后根据动量守恒定律沿各坐标轴方向分别列分量方程，这样可以将矢量运算转化为代数运算。高中阶段一般只计算系统内各物体动量始终在同一直线上的问题。 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。 ③系统在整个过程中任意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。 ④系统中各物体在初、末状态的动量是相对于系统外的同一参考系而言的，通常选地面