(教参)第一章 3 动量守恒定律-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　动量守恒定律 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．能通过理论推导出动量守恒定律。 2．知道动量守恒定律的普适性 物理观念：逐步树立动量守恒的思想观念。 科学思维：理论推导动量守恒定律 1．理解动量守恒定律。 2．应用动量守恒定律 (见学生用书P10) 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 1．建立碰撞模型 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v′1和v′2。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。 2．推导：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＝m1v′1－m1v1。 物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即F2Δt＝__m2v′2－m2v2__。 根据牛顿第三定律知F1＝－F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2总是大小相等、方向相反，故有m1v′1－m1v1＝－(m2v′2－m2v2)，即m1v′1＋m2v′2＝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__。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)两物体碰撞时的作用时间很短。(　√　) (2)两个物体碰撞过程中，每个时刻相互作用力大小相等。(　√　) (3)两个物体所受合力为0，则两个物体碰撞后动量之和一定等于碰撞前动量之和。(　√　) 2．思考题：如何用牛顿运动定律，推导出上面两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和？ 答案：根据牛顿第二定律，碰撞过程中物体A、B的加速度大小分别为a1＝、a2＝。根据牛顿第三定律，F1、F2大小相等，方向相反，即F1＝－F2，所以m1a1＝－m2a2。碰撞时两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示，这样加速度与碰撞前后速度的关系就是a1＝，a2＝，代入m1a1＝－m2a2，整理后可得m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。 知识点二　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、外力：系统中物体间的作用力叫内力；系统以外的物体施加给系统__内__物体的力叫外力。 3．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：对于两个物体组成的系统，常写成：p′1＋p′2＝p1＋p2, 或m1v′1__＋m2v′2__＝m1v1＋m2v2。 (3)适用条件：系统不受__外力__或者所受外力的矢量和为0。 4．对动量守恒定律的理解 (1)系统性：动量守恒定律的研究对象是由几个相互作用的物体组成的系统。 (2)矢量性：表达式p′1＋p′2＝p1＋p2是矢量式。 (3)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于地面的速度。 (4)同时性：动量守恒定律中p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p′1、p′2、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。 (5)普适性：动量守恒定律也适用于高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域。 5．动量守恒定律常用的表达形式 (1)p′＝p，系统相互作用后的总动量p′等于相互作用前的总动量p。 (2)m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用后的动量之和等于作用前的动量之和。 (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0。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)若系统的动量守恒，则系统内每个物体的动量保持不变。(　　) (2)若系统的动量守恒，则系统内各物体动量的矢量和不变。(　√　) (3)判断系统的动量是否守恒，首先要分清哪些力是内力，哪些力是外力。(　√　) (4)判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统有直接关系。(　√　) (5)判断系统的动量是否守恒，与选择哪一段运动过程有直接关系。(　√　) 2．思考题：2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑项目在首都体育馆开赛，中国队以2分37秒348夺得混合团体冠军，比赛中接棒运动员(称为“甲”)在前面滑行，交棒运动员(称为“乙”)从后面用力推前方接棒运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程中，甲、乙两运动员组成的系统动量是否守恒？ 答案：守恒。两运动员组成的系统所受外力的矢量和为0，系