3.动量守恒定律（表格式教学设计）物理教科版2019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”核心知识点，涵盖系统、内力、外力概念，定律推导、守恒条件及应用。通过滑冰场同学互推情境导入，联系生活现象引发思考，衔接动量定理与牛顿第三定律推导过程，为后续碰撞、反冲学习搭建支架。 此资料以核心素养为导向，物理观念上通过内力外力辨析深化运动与相互作用认知；科学思维上引导学生自主演绎推导定律，培养科学推理能力；科学探究中结合火箭分离、碰碰车碰撞实例，落实推理论证与模型建构。分层练习覆盖守恒判断与实际计算，助力学生掌握解题方法，提升教学效率与知识应用能力。

第3节 动量守恒定律 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第3节 动量守恒定律 教学 目标 物理观念 了解系统、内力和外力的概念；知道动量守恒定律的表达式及物理含义；知道动量守恒定律适用的条件和适用范围。 科学思维 会应用动量定理和牛顿第三定律分析每个物体的动量变化情况，能运用演绎方法推导出动量守恒定律的表达式；会判断具体情境中系统的动量是否守恒。 科学探究 应用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律，养成科学推理和科学论证的思维习惯。运用动量守恒定律解释有关现象并处理实际问题，进一步理解动量守恒定律的概念，并掌握动量守恒定律的表达式，掌握应用物理知识解决具体问题的方法步骤。 科学态度 与责任 运用动量守恒定律分析生产生活中的现象，深化运动与相互作用观念，体会物质世界的多样性与统一性，感受动量守恒定律的简洁性与普适性。理解动量守恒定律的确切含义，明确动量守恒定律的适用条件，结合实际问题情境，把复杂的问题模型化，感受物理知识的实用价值。 教学 重难点 1.了解系统、内力、外力的概念(重点)。 2.会根据动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律，理解动量守恒定律从“动量”的角度描述物体间的相互作用的本质(重点)。 3.能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释相关现象和解决相关问题(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：面对面站在滑冰场上的两位同学，相互推一下，两人向相反的方向运动，动量均发生了变化。他们动量的变化遵循什么规律呢？学完本节内容也就有答案了。 学生思考讨论。 新课讲授 一、动量守恒定律 教师：这里涉及到的两位同学，我们往往需要一起研究，可以把他们看成一个系统。那么，什么是系统？什么是内力？什么是外力？ 学生：在物理学中，有时要把相互作用的两个或多个物体作为一个整体来研究，这个整体叫作系统。系统中物体间的相互作用力叫做内力。系统中物体受到的来自系统外部的作用力叫做外力。 教师：在水平面上有一个斜面体，斜面体上还放置了一个小物块。我们已经画出了斜面体和小物块的受力示意图。以斜面体和物块为系统，请分析哪些是外力，哪些是内力？请分别列举出来。 学生：N1、mg、Mg 是外力；N、N'、f、f ' 是内力。 教师：系统的内力一定是偶数个吗？每一对内力的大小和方向分别有什么关系？在一段时间内，一对内力的冲量之和有什么特点？ 学生：系统的内力属于作用力与反作用力，一定是偶数个；每一对内力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；在一段时间内，一对内力的冲量之和为0。 教师：接下来我们用动量定理研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？ 如图所示，请同学们分别对甲乙物体自行列出动量定理，并结合牛顿第三定律，探究相互碰撞的两个物体组成的系统，碰撞前后的总动量具有什么规律？ 学生：由动量定理得： 对甲：F1Δt＝m1v1′－m1v1 对乙：F2Δt＝m2v2′－m2v2 根据牛顿第三定律F1＝－F2 得m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2) m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2 因此，两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 教师：一个系统的总动量变化，与系统内各个物体的动量变化有什么关系？ 学生：∆p总＝∆p1＋∆p2＋∆p3 教师：一个系统的总动量变化，与系统内各个物体受到的力有什么关系？ 学生：∆p总＝I合1＋I合2＋I合3＝I内＋I外＝I外 若I外＝0，则∆p总＝0，即系统总动量保持不变。 教师：理论研究和已知的客观事实都证明： 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。这就是动量守恒定律。 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′ 学生阅读教材，回答问题。 学生动手推导动量守恒定律的表达式。 学生思考讨论，并回答问题。 新课讲授 二、对动量守恒定律的理解 师生：共同归纳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。——严格守恒 (2)系统所受合外力不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒。——近似守恒 (3)系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。——单向守恒 教师：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。动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之一。 学生与教师一起归纳总结动量守恒定律的成立条件。 新课讲授 三、动量守恒定律的应用 例1 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离，已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1是多大？ 答案　 解析　以初速度为正方向，箭体与卫星为研究对象，根据动量守恒定律 解得 例2 如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为160 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4 m/s；乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为 ，方向 。 答案　 向右 解析　[1][2]规定向右为正方向，设碰撞后两车共同的运动速度大小为v，根据动量守恒定律有 方向向右。 师生：共同归纳总结： 应用动量守恒定律的解题步骤 (1)确定相互作用的系统为研究对象。 (2)分析研究对象所受的外力。 (3)判断系统是否符合动量守恒条件。 (4)规定正方向，确定初、末状态动量。 (5)根据动量守恒定律列式求解。　　 学生完成例题解答。 课 堂 练 习 1.(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) 答案　AC 解析　子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受合力为零，系统动量守恒，A正确；在弹簧恢复原长过程中，系统在水平方向始终受墙的作用力，系统动量不守恒，B错误；木球与铁球的系统所受合外力为零，系统动量守恒，C正确；木块滑下过程中，斜面始终受挡板的作用力，系统动量不守恒，D错误。 2.(多选)在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧(不与小车连接)，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看作一个系统，下列说法中正确的是(　　) A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C.先放开左手，后放开右手，总动量方向向左 D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 答案　ACD 解析　两手同时放开A、B两小车后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；先放开左手，此过程两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，但是两手都放开后，系统所受的合力为零，动量守恒，故B错误；先放开左手，系统所受合外力的冲量方向向左，系统总动量方向向左，再放开右手后，系统动量守恒，总动量的方向向左，故C正确；无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确。 3.在光滑水平面上相向运动的A、B两小球发生正碰后一起沿A原来的速度方向运动，这说明原来(　　) A.A球的质量一定大于B球的质量 B.A球的速度一定大于B球的速度 C.A球的动量一定大于B球的动量 D.A球的动能一定大于B球的动能 答案　C 解析　两球相撞过程，系统的动量守恒，相撞后，总动量沿A原来的方向，根据动量守恒定律知，碰撞前的总动量的方向与A原来的速度方向一致，由于A、B是相向运动，动量又是矢量，则知A球的动量一定大于B球的动量，故C正确；由于两球的质量关系未知，无法判断速度大小、动能大小的关系，故A、B、D错误。 4.质量为M的机车后面挂着质量为m的拖车，在水平轨道上以速度v匀速运动，已知它们与水平轨道间的摩擦力与它们的质量成正比。运动过程中拖车脱钩，但当时司机没发现，当拖车刚停下来时，机车的速度为(　　) A.v B.v C.v D.v 答案　C 解析　对机车与拖车，系统所受合外力为零，动量守恒，则有(M＋m)v＝Mv′，解得v′＝v，故C正确。 5.质量为5 g的子弹以300 m/s的速度水平射向被悬挂着质量为500 g的木块，设子弹穿过木块后的速度为100 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则： (1)试用动量定理证明子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒； (2)求子弹穿过木块后的瞬间，木块获得的速度大小。 答案　(1)mv1＋Mv2＝mv0　(2)2 m/s 解析　(1)设子弹质量为m，射入木块前的速度为v0，穿出后的速度为v1，木块质量为M，获得的速度为v2，射入过程中，木块受到的平均作用力为F，作用时间为t。以子弹的初速度v0的方向为正方向，对子弹应用动量定理有－Ft＝mv1－mv0 对木块应用动量定理有Ft＝Mv2－0 上面两式相加有0＝mv1－mv0＋Mv2 即mv1＋Mv2＝mv0，子弹和木块组成的系统动量守恒。 (2)由动量守恒定律有mv1＋Mv2＝mv0 解得v2＝2 m/s。 课 堂 小 结 本节的知识内容是一节规律课，规律一般包含定义、成立条件、适用条件和应用等四部分。完整的知识结构有助于培养学生的物理观念，提升学生的思维能力。本节课紧紧围绕着四个方面展开，将动量守恒定律完整地呈现给学生，使得学生对这一规律有了深入全面的认识，丰富了学生的力学知识体系。 板 书 设 计 第3节 动量守恒定律 一、动量守恒定律 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 二、对动量守恒定律的理解 (1)系统不受外力或所受合外力为零。 (2)系统所受合外力不为零，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。 三、动量守恒定律的应用 作业 布置 1.完成教材课后作业：“自我评价”。 2.配套分层作业。 教学反思 动量守恒定律是自然界中最重要、最普遍的守恒定律之一。编排在“动量”“动量定理”之后，“碰撞”和“反冲现象”之前，具有承上启下的作用。同时，本节课也是这一章的核心内容，对于学生理解本章知识、理解运动与相互作用观念意义重大。这标志着我们对物体间相互作用的研究又多了一条新的路径。后续几节课我们将继续研究与动量守恒相关的现象和模型，并尝试用动量和动量守恒去归纳总结其中的规律。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $