第三节 动量守恒定律（表格式教学设计）物理粤教版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内容，涵盖系统、内力、外力概念，通过演绎推理推导定律表达式，明确守恒条件及矢量性、瞬时性等特性。以保龄球与冰壶撞击现象观察导入，衔接动量定理与牛顿第三定律，搭建知识支架。 教学目标紧扣核心素养，科学思维层面引导学生结合动量定理与牛顿第三定律推导定律，培养演绎推理能力。科学探究环节通过学生动手推导，落实科学论证习惯。典例分析与课堂练习分层递进，覆盖整体守恒、某方向守恒等情境，题型多样助力理解应用。资料结构完整，重难点突出，便于教师直接使用，有效提升学生问题解决能力与物理观念构建。

第三节　动量守恒定律 年级 高二年级 学科 物理 教师 课题 第三节　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。 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。 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。 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：现象观察： 提问：保龄球和冰壶在撞击时，发生了力的作用，撞击前的动量和撞击后的动量是否发生改变？ 学生现象观察，思考问题。 新课讲授 一、动量守恒定律 教师：这里涉及到的两个物体，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：相互作用的两个（或多个）物体组成的整体通常称为系统。系统内物体之间的相互作用力叫作内力，系统外部其他物体对系统的作用力叫作外力。 教师：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有确定了系统后，才能确定内力和外力。 教师：结合下列情境，回答问题：如图所示，物体1和物体2在光滑的水平面上碰撞。设物体1和物体2的质量分别为 m1，m2，碰撞前，物体1和物体2的速度分别为v1，v2，碰撞后，物体1和物体2的速度分别为v′1，v′2。 （1）物体1动量变化是多少？ （2）物体2动量变化是多少？ （3）物体1和2动量变化间有什么关系？ 学生：（1）ΔP1＝m1v1′－m1v1 （2）ΔP2＝m2v2′－m2v2 （3）大小相等，方向相反 教师：下面让我们结合牛顿运动定律，推导动量守恒定律。 学生：利用动量定理对两物体进行分析： 对物体1：F1Δt＝m1v1′－m1v1 对物体2：F2Δt＝m2v2′－m2v2 根据牛顿第三定律F1＝－F2 得m1v1′－m1v1－(m2v2′－m2v2)＝0 即物体在碰撞时，如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律，用数学公式表示为m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 师生：共同归纳总结动量守恒定律有关内容： 1.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′。 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。 3.动量守恒定律的特性 (1)矢量性：动量守恒定律的表达式是一个适量表达式，对于作用前后的运动方向都在同一条直线上的问题，应选取统一的正方向； (2)瞬时性:动量是一个状态量，动量守恒指的任意时刻的动量守恒。列方程时，应是左右前（或某一时刻）系统的动量和等于作用后（或另一时刻）系统的动量和； (3)相对性：定律中的速度都是相对于统一参考系，一般是以地面作为参考系； (4)普适性：动量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；不仅适用于低俗、宏观物体组成的系统，也适用接近光速运动的微观粒子组成的系统。 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。 新课讲授 二、典例分析 教师：下面，我们通过具体的例题来加强对动量守恒定律的应用。 【典例1】（多选）关于动量守恒的条件，下列说法正确的是（　CD　） A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒 B．只要系统所受合外力的冲量为零，系统动量守恒 C．系统加速度为零，系统动量一定守恒 D．虽然系统合外力不为零，但系统在某一方向上动量有可能守恒 【典例2】（多选）以下四个图中，系统动量守恒的是（　AC　） 【典例3】如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（　BC　） A．甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒 B．乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度 C．减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功 D．减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量 【典例4】如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是（　B　） A．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒 C．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒 D．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统机械能不守恒 学生完成例题解答。 课 堂 练 习 1. A、B两个相互作用的物体，在相互作用的过程中外力的合力为零，则以下说法正确的是(　　) A.A的动量变大，B的动量一定变大 B.A的动量变大，B的动量一定变小 C.A与B的动量变化量相等 D.A与B受到的冲量大小相等 答案　D 解析　A、B两个相互作用的物体，在相互作用的过程中外力的合力为零，则A、B两物体的动量之和不变，若二者同向运动时发生碰撞，A的动量变大，B的动量一定变小，A错误；将两个弹性较好的皮球挤压在一起，释放后各自的动量都变大，B错误；由两物体的动量之和不变可知两物体的动量变化量大小相等、方向相反，C错误；相互作用的两个物体各自所受的合力互为作用力与反作用力，由冲量定义式I＝FΔt可知，两物体受到的冲量也是大小相等、方向相反，D正确。 2.如图所示，小车与木箱静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是(　　) A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 答案　C 解析　在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合力不为零，系统动量不守恒，故A错误；小车与木箱组成的系统所受合力不为零，系统动量不守恒，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，故C正确，D错误。 3.质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是(　　) A.A球 B.B球 C.C球 D.不能确定 答案　C 解析　在三对小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒定律得mv0＝mv＋Mv′，整理可得Mv′＝mv0－mv，取小球初速度方向为正方向，可得出碰撞后C球的动量数值是最大的，C正确。 4. (多选)如图所示，在光滑水平面上，一速度大小为v0的A球与静止的B球碰撞后，A球的速率为，B球的速率为，A、B两球的质量之比可能是(　　) A.3∶4 B.4∶3 C.8∶3 D.3∶8 答案　AD 解析　两球碰撞过程动量守恒，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞后A球的速度方向不变，有mAv0＝mA·＋mB·，解得mA∶mB＝3∶4；如果碰撞后A球的速度反向，有mAv0＝－mA·＋mB·，解得mA∶mB＝3∶8，故A、D正确。 5.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝2 kg的薄板，板上有质量m＝1 kg的物块，两者以v0＝4 m/s的初速度朝相反方向运动。薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，则： (1)当物块的速度减速为3 m/s时，薄板的速度是多少？ (2)物块最后的速度是多少？ 答案　(1) m/s，方向向右　(2) m/s，方向向右 解析　(1)由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得，Mv0－mv0＝－mv1＋Mv′ 代入数据解得v′＝ m/s，方向水平向右。 (2)在摩擦力作用下物块和薄板最后达到共同速度，设共同运动速度大小为v，由动量守恒定律得Mv0－mv0＝(m＋M)v 代入数据解得v＝ m/s，方向水平向右。 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 第三节　动量守恒定律 1.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′。 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。 3.动量守恒定律的特性 (1)矢量性： (2)瞬时性: (3)相对性： (4)普适性： 作业 布置 1.完成教材课后作业：“练习”。 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。本节课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 $