1.3动量守恒定律-2023-2024学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第一册）

高中物理选择性必修一素养提升学案 第一章 动量守恒定律 1. 3．动量守恒定律 【核心素养目标】 1.物理观念 通过实例了解系统、内力和外力的概念。 2. 科学思维 理解动量守恒的内容、表达式，掌握动量守恒的推导过程。 3. 科学探究 探究系统内动量守恒的条件。 4. 科学态度与责任 体会应用动量守恒定律分析实际问题的方法，体会自然界的和谐与统一。 【知识点探究】 知识点一　系统、内力、外力 1．系统 由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。 2．内力 系统中物体间的作用力。 3．外力 系统以外的物体施加给系统内物体的力。 【情景思考】　如图，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？ (√) 知识点二　动量守恒定律 1．内容 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。 2．表达式 对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 3．适用条件 系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。 【情景思考】　如图所示，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？ 【考点探究】 考点1　对动量守恒条件的理解 甲 乙 情景1：如图甲所示，在光滑水平面上发生正碰的两物体。 情景2：如图乙所示，速度为v0的物体滑上光滑水平面上的小车。 1图甲中，两物体受哪些力作用？系统动量守恒吗？ 2图乙中，物体与小车组成的系统动量守恒吗？ 1．动量守恒中，研究对象：两个或两个以上的物体组成的相互作用的系统。 2．动量守恒条件 (1)理想条件：系统不受外力时，动量守恒。 (2)实际条件：系统所受外力的矢量和为零时，动量守恒。 (3)近似条件：系统受外力，但外力远小于内力，则系统总动量近似守恒。 (4)推广条件：系统受力不符合以上三条中的任一条，则系统的总动量不守恒，但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒。 【典例1】（2020成都调研）甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比（ ） A. B. C. D. 【方法归纳】 系统动量是否守恒的判定方法 (1)选定研究对象及研究过程，分清外力与内力。 (2)分析系统受到的外力矢量和是否为零，若外力矢量和为零，则系统动量守恒。 (3)若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。 (4)多个物体情况下，选取不同的物体组成系统，会得出不同的结论。 考点2　动量守恒定律的应用 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。在连续的敲打下，这辆车能持续地向右运动吗？说明理由。 提示：1．对动量守恒定律的理解： (1)研究对象：两个或两个以上相互作用的物体组成的系统。 (2)对系统“总动量保持不变”的理解。 ①系统在整个过程中任意两个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。 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系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。 2．动量守恒常见的表达式： (1)p＝p′，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。 (2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。 (3)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 (4)Δp＝0，系统总动量的增量为零。 【典例2】　如图所示，甲车质量m1＝20 kg，车上有质量M＝50 kg的人，甲车(连同车上的人)以v＝3 m/s的速度向右滑行，此时质量m2＝50 kg的乙车正以v0＝1.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞？(不计地面和小车的摩擦，且乙车足够长，取g＝10m/s2。) 甲　　　　　乙 ：[母题变式] 在[例2]中，当人跳出甲车的水平速度(相对地面)为多少时才能使甲车静止？此时乙车的速度是多少？ 【方法归纳】 处理动量守恒问题的步骤 (1)分析题目涉及的物理过程，选择合适的系统、过程，这是正确解决此类题目的关键。 (2)判断所选定的系统、过程是否满足动量守恒的条件。 (3)确定物理过程及其系统内物体