3.动量守恒定律（导学案）物理人教版2019选择性必修第一册

3.动量守恒定律 导学案 1.理解系统、内力、外力的概念。 2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件，知道动量守恒定律的普适性。 3.会用动量守恒定律解答相关问题。 1.会根据动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律(重点)。 2.知道系统、内力、外力的概念。 3.理解并掌握动量守恒定律的内容、公式及成立条件(重点)。 4.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)。 【自主预习】 （一）系统、内力与外力 1．系统：由____________相互作用的物体构成的整体。 2．内力：系统中物体间的作用力。 3．外力：系统______的物体施加给系统内物体的力。 （二）动量守恒定律 1．内容：如果一个系统_________，或者_________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：_______________或______________________。 3．适用条件：系统________或者所受外力的矢量和______。 4．普适性：动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的________。 【思考与讨论】 所光滑的地面上，A、B两完全相同的小车用一根轻弹簧相连。用手缓慢向中间推两小车使弹簧压缩。当A、B两小车同时释放后： 两辆小车分别向左、向右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？ 总结：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．除了利用动量守恒条件判定外，还可以通过实际过程中系统各物体各方向上总动量是否保持不变来进行直观的判定。 六、课堂小结 （一）核心知识点 模块 关键内容 系统、内力与外力 学会基本的受力分析；了解不同力的定义。 动量守恒定律 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；使用条件；表达式 （二）方法技巧 1.受力分析：按一定顺序画出所受力，如一重、二弹、三摩擦。 2.综合角度：通过变形式理解记忆定理。 1．2021年12月9日我国首次实现太空授课直播。航天员叶光富在演示转身实验时，深吸了一口气，使劲吹出时，我们发现叶光富身体几乎没动，主要原因是(　　) A．在太空空间站中，动量守恒定律不成立 B．叶光富一口气吹出的气体质量太小 C．叶光富吹出的气体速度太小 D．叶光富所受重力太大 2．下列各图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) A．只有甲和乙 B．只有丙和丁 C．只有甲和丙 D．只有乙和丁 3.如图，一质量为10 kg的铁球静止在足够长的光滑地面上，人站在小车上向左推铁球，铁球运动一段时间后和墙壁碰撞，碰后铁球速度反向、大小不变，每次推球，球出手后的速度大小都为2 m/s，已知人和车的总质量为50 kg。以下说法正确的是(　　) A．运动的全过程人、小车和铁球组成的系统动量守恒 B．后一次推铁球时推力的冲量总是比前一次推铁球时的更小 C．连续推4次后铁球将不能追上人和小车 D．最终人、小车和铁球的速度大小都是2 m/s 4.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3 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，取水平向右为正方向，求： (1)物块最后的速度； (2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度。 课后反思 1.理解动量守恒定律的推导过程和适用条件？ 2.在解决实际问题时，对系统的选取和守恒条件的判断？ 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.动量守恒定律 导学案 1.理解系统、内力、外力的概念。 2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件，知道动量守恒定律的普适性。 3.会用动量守恒定律解答相关问题。 1.会根据动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律(重点)。 2.知道系统、内力、外力的概念。 3.理解并掌握动量守恒定律的内容、公式及成立条件(重点)。 4.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)。 【自主预习】 （一）系统、内力与外力 1．系统：由两个(或多个)相互作用的物体构成的整体。 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。 （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0。 4．普适性：动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的一切领域。 【思考与讨论】 所光滑的地面上，A、B两完全相同的小车用一根轻弹簧相连。用手缓慢向中间推两小车使弹簧压缩。当A、B两小车同时释放后： 两辆小车分别向左、向右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？ 答案　两辆小车分别向左、向右运动，它们同时获得了动量，但两辆小车的动量的方向相反，动量的矢量和仍然为0，故系统的总动量没有增加。 总结：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．除了利用动量守恒条件判定外，还可以通过实际过程中系统各物体各方向上总动量是否保持不变来进行直观的判定。 六、课堂小结 （一）核心知识点 模块 关键内容 系统、内力与外力 学会基本的受力分析；了解不同力的定义。 动量守恒定律 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；使用条件；表达式 （二）方法技巧 1.受力分析：按一定顺序画出所受力，如一重、二弹、三摩擦。 2.综合角度：通过变形式理解记忆定理。 1．2021年12月9日我国首次实现太空授课直播。航天员叶光富在演示转身实验时，深吸了一口气，使劲吹出时，我们发现叶光富身体几乎没动，主要原因是(　　) A．在太空空间站中，动量守恒定律不成立 B．叶光富一口气吹出的气体质量太小 C．叶光富吹出的气体速度太小 D．叶光富所受重力太大 答案　B 解析　根据动量守恒定律的适用范围可知，动量守恒定律在太空空间站中也适用，A错误；叶光富使劲吹出气时，将呼出的气体与叶光富视为一个系统，系统处于完全失重状态，相对于空间站为受力平衡状态，则呼气过程动量守恒，由于叶光富一口气吹出的气体质量太小，即吹出的气体的动量太小，所以叶光富身体几乎没动，B正确；叶光富使劲吹出气体，气体的速度不小，C错误；在太空空间站中，叶光富处于完全失重状态，实验结果与重力无关，D错误。 2．下列各图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) A．只有甲和乙 B．只有丙和丁 C．只有甲和丙 D．只有乙和丁 答案　C 解析　甲图中，在光滑水平面上，子弹水平射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒。丙图中两球匀速下降，说明两球组成的系统所受的合力为零，细线断裂后，它们在水中运动的过程中，两球整体受力情况不变，合力仍为零，则动量守恒。乙图弹簧恢复原长的过程中，系统受到墙的弹力作用，丁图中斜面是固定的，乙、丁两图所示过程系统所受合力不为零，动量不守恒。故只有甲、丙正确，即C正确。 3.如图，一质量为10 kg的铁球静止在足够长的光滑地面上，人站在小车上向左推铁球，铁球运动一段时间后和墙壁碰撞，碰后铁球速度反向、大小不变，每次推球，球出手后的速度大小都为2 m/s，已知人和车的总质量为50 kg。以下说法正确的是(　　) A．运动的全过程人、小车和铁球组成的系统动量守恒 B．后一次推铁球时推力的冲量总是比前一次推铁球时的更小 C．连续推4次后铁球将不能追上人和小车 D．最终人、小车和铁球的速度大小都是2 m/s 答案　D 解析　铁球与墙壁碰撞过程中，墙壁的作用力对系统有冲量，人、小车和铁球组成的系统动量不守恒，A错误；设铁球的质量为m、人和小车的总质量为M，以水平向左为正方向，第一次推铁球，根据动量定理有I1＝Δp1＝mv＝20 N·s，以后每次推铁球，根据动量定理有I2＝mv－m(－v)＝40 N·s，则第二次推铁球的冲量大于第一次推铁球的冲量，之后每一次推铁球的冲量都相等，B错误；要使铁球不能追上小车，需使v球≤v车，推球过程中人、小车和铁球组成的系统动量守恒，则第一次推铁球使人和小车获得了Δp1＝20 kg·m/s的动量，以后每次推铁球都使人和小车增加Δp2＝40 kg·m/s的动量，根据Δp1＋nΔp2＝Mv车可知，当n＝2时，即连续推3次后，人和小车的速度为v车＝2 m/s，与铁球的速度大小相等，则之后铁球不能追上小车，最终人、小车和铁球的速度大小都是2 m/s，C错误，D正确。 4.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3 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，取水平向右为正方向，求： (1)物块最后的速度； (2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度。 答案　(1)2 m/s，方向水平向右　(2) m/s，方向水平向右 解析　(1)由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒， 设共同运动速度为v，向右为正方向，由动量守恒定律得 Mv0－mv0＝(m＋M)v 代入数据解得v＝2 m/s，方向水平向右。 (2)由(1)知，物块速度大小为3 m/s时，方向水平向左，设此时薄板的速度为v′，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。 课后反思 1.理解动量守恒定律的推导过程和适用条件？ 2.在解决实际问题时，对系统的选取和守恒条件的判断？ 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $