第三节 动量守恒定律 第1课时 动量守恒定律（表格式教学设计）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦动量守恒定律的核心内容，从系统观念出发，通过冰壶碰撞情境导入，自然衔接牛顿运动定律与动量守恒的逻辑推演，构建起“内力外力区分—守恒条件判断—表达式应用”的完整学习支架，实现知识结构化过渡。 本资料亮点突出，体现物理观念、科学思维与科学探究的深度融合。以例题解析强化模型建构能力，如例2中多物体系统动量守恒判定，引导学生辨析“外力为零”与“某方向合外力为零”的本质差异，培养科学推理与论证素养；课堂练习设置贴近生活实际，如跳船上船问题，促进学生用动量守恒解释真实场景，提升迁移应用能力。教师可直接套用其结构化设计，学生则在问题驱动下深化理解，既发展核心素养，又增强解题信心。

第三节 动量守恒定律 第1课时 动量守恒定律（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 动量守恒定律 第1课时 动量守恒定律 教学 目标 1. 了解系统、内力和外力的概念。 2. 理解动量守恒定律及其表达式，理解动量守恒条件。 3. 能用牛顿运动定律推导出动量守恒定律的表达式，了解动量守恒定律的普适性。 4. 能用动量守恒定律解决实际问题。 教材 分析 学生应经历从牛顿运动定律到动量守恒定律的逻辑推演，领悟守恒思想，形成以系统观念为核心的整体观。本课时位于动量之中，是学生在掌握动量定理之后进一步学习的内容。 在知识结构上，本节既是动量概念的直接应用，又是后续学习“动量守恒定律的应用”“刚体碰撞”“火箭运动”等内容的基础；在核心素养上，它承担着深化学生系统观和守恒观、发展模型建构与推理能力的任务。由此可见，本课时是本章乃至全册的关键节点和“桥梁”内容。 教学 重点 1. 动量守恒定律的内容、表达式及适用条件。 2. 运用系统观判断动量守恒并解决实际问题的基本策略。 教学 难点 1. 由牛顿运动定律推导动量守恒定律的逻辑链条。 2. 分辨“外力为零”“外力冲量为零”“在某方向上合外力为零”三种近似或严格守恒情形。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 冰壶运动中，猜一下冰壶碰撞前后两冰壶的动量之和不变的结论是否还适用，怎样证明这一规律普遍适用？现实生活中，研究多物体碰撞往往更具有实际意义。 结合情境积极思考讨论 学习新课 一、动量守恒定律 1. 相互作用的两个物体的动量改变 如图所示，质量为m2的B物体追上质量为m1的A物体，并发生碰撞，设A、B两物体碰前速度分别为v1、v2(v2>v1)，碰后速度分别为v1′、v2′，碰撞时间很短，设为Δt. 2. 动量守恒定律 1.系统、内力与外力 （1）系统：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 2.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：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (作用前后总动量相等) （3）适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。 （4）普适性：动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速物体。既适用于宏观物体，也适用于微观物体。 区分系统、内力和外力的概念 掌握动量守恒定律的内容、表达式和适用条件 学习新课 二、对动量守恒定律的理解 1.研究对象：相互作用的物体组成的力学系统。 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，但内力远远大于合外力，外力相对来说可以忽略不计（如爆炸、碰撞等），此时动量近似守恒。 (3)系统受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零(或某一方向上内力远远大于外力)，则系统在该方向上动量守恒。 3.动量守恒定律的三个特性 (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、负(表示方向)后，才能用代数方法运算。 (2)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。 (3)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于低速宏观物体组成的系统，也适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统。 【例1】关于动量守恒的条件，下列说法正确的是（ C ） A.只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒 B.只要系统所受外力做的功为零，动量一定守恒 C.只要系统所受合外力的冲量为零，动量一定守恒 D.若系统中物体加速度不为零，动量一定不守恒 【解析】只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误； 系统所受外力做的功为零，系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，如用绳子拴着一个小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，小球转动的过程中，系统外力做功为零，但小球的动量不守恒，故B错误； 力与力的作用时间的乘积是力的冲量，系统所受合外力的冲量为零，即合外力为零，则系统动量守恒，故C正确； 碰撞过程，两个物体的加速度都不为零即合力都不为零，但系统的动量却守恒，故D错误。 【例2】如图所示，A、B两物体质量之比为mA∶mB＝3∶2，原来静止在足够长的平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑.当两物体被同时释放后，则（ C ） A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则A、B组成系统的动量守恒 B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不相同，则A、B、C组成系统的动量不守恒 C.若A、B所受的摩擦力大小相等，则A、B组成系统的动量守恒 D.若A、B所受的摩擦力大小不相等，则A、B、C组成系统的动量不守恒 【解析】若μA＝μB，因mA∶mB＝3∶2，故FfA∶FfB＝3∶2，A、B组成的系统合外力不为零，所以A、B组成的系统动量不守恒，A项错误； 当FfA＝FfB时，A、B组成的系统合外力为零，动量守恒，C项正确； 当把A、B、C作为系统时，由于地面光滑，故不论A、B与C之间摩擦力大小情况如何，系统受到的合外力均等于0，所以A、B、C组成的系统动量守恒，故B、D项错误。 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；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 3.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 4.动量守恒定律的常用表达式 (1)p＝p′：相互作用前系统的总动量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，作用前动量的矢量和等于作用后动量的矢量和。 (3)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反。 (4)Δp＝0：系统总动量增量为零。 5.应用动量守恒定律解题的步骤 【例3】如图所示，A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上，A以3 m/s的速率向右运动，B以1 m/s的速率向左运动，发生正碰后A、B两小球都以2 m/s的速率反弹，求A、B两小球的质量之比。 【解析】取水平向右为正方向，则有vA＝3 m/s，vB＝－1 m/s，vA′＝－2 m/s，vB′＝2 m/s 根据动量守恒定律得mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′，代入数据解得：mA∶mB＝3∶5。 【针对训练】一辆平板车沿光滑水平面运动，车的质量m＝20 kg，运动速度v0＝4 m/s，求下列情况下车稳定后的速度大小： （1）一个质量m′＝2 kg的沙包从5 m高处落入车内； （2）将一个质量m′＝2 kg的沙包以5 m/s的速度迎面扔入车内。 【解析】竖直下落的沙包在水平方向上速度为零，动量为零，系统在水平方向上动量守恒，取v0的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0＝(m＋m′)v′，解得v′ （2）取v0的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0－m′v＝(m＋m′)v″，解得 v″ 【例4】将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑.开始时甲车速度大小为3 m/s，方向向右，乙车速度大小为2 m/s，方向向左并与甲车速度方向在同一直线上，如图所示。 (1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？ (2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最近时，乙车的速度是多大？方向如何？ 【解析】（1）两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒，设向右为正方向。 v甲＝3 m/s，v乙＝－2 m/s。 根据动量守恒定律得：mv甲＋mv乙＝mv甲′， 代入数据解得 v甲′＝v甲＋v乙＝(3－2) m/s＝1 m/s，方向向右。 （2）两车的距离最近时，两车速度相同，设为v′， 由动量守恒定律得： mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′。 解得 v′= 掌握动量守恒定律的成立条件和特性 理解并能运用系统动量是否守恒的判定方法 掌握动量守恒定律的常用表达式 课 堂 练 习 1.如图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ C ） A.只有甲和乙 B.只有丙和丁 C.只有甲和丙 D.只有乙和丁 2.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠。如图所示，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（ C ） A.甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量相同 B.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足机械能守恒定律 C.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律 D.甲、乙的动量变化量一定相同 3.如图所示，放在光滑水平面上的两物体，它们之间有一个被压缩的轻质弹簧，用细线把它们拴住。已知两物体静止且质量之比为m1∶m2＝2∶1，把细线烧断后，两物体被弹开，速度大小分别为v1和v2，动能大小分别为Ek1和Ek2，则下列判断正确的是（ D ） A.弹开时，v1∶v2＝1∶1 B.弹开时，v1∶v2＝2∶1 C.弹开时，Ek1∶Ek2＝2∶1 D.弹开时，Ek1∶Ek2＝1∶2 4.某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2 m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140 kg，原来的速度大小是0.5 m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上(船未与岸相撞)，不计水的阻力，求： (1)人跳上船后，船的最终速度； (2)船的动量变化量。 【解析】规定该同学原来的速度方向为正方向。设该同学上船后，船与该同学的共同速度为v。 该同学跳上小船后与小船达到共同速度的过程，该同学和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得m人v人－m船v船＝(m人＋m船)v， 代入数据解得v＝0.25 m/s，方向与该同学原来的速度方向相同； 船的动量变化量为Δp′＝m船v－m船(－v船)＝140×[0.25－(－0.5)] kg·m/s＝105 kg·m/s，方向与该同学原来的速度方向相同。 板 书 设 计 第三节 动量守恒定律 第1课时 动量守恒定律 一、动量守恒定律 1. 相互作用的两个物体的动量改变 2. 动量守恒定律 （1）系统、内力与外力 ①系统：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 （2）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： m1v1＋m2v2＝ m1v1′＋m2v2′ (作用前后总动量相等) ③适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。 ④普适性 二、对动量守恒定律的理解 1. 研究对象：相互作用的物体组成的力学系统。 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，但内力远远大于合外力，外力相对来说可以忽略不计。 （3）系统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特性 (1)矢量性 (2)相对性 (3)普适性 4. 动量守恒定律的常用表达式 (1)p＝p′ (2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (3)Δp1＝－Δp2 (4)Δp＝0 5. 应用动量守恒定律解题的步骤 作 业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $