1.4 第三节　课时1　动量守恒定律-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

本讲义聚焦动量守恒定律核心知识点，前承动量定理，通过冰面推人情境导入，结合内力外力概念辨析，依托师生互动任务完成基于动量定理的推导，明确守恒条件（理想、近似、分方向），后接应用步骤梳理，构建完整知识支架。 资料突出科学思维与科学探究，推导中融合牛顿第三定律进行科学推理，分方向守恒问题强化模型建构，情境问题与针对练（如半圆形槽体）引导证据分析。课中师生互动提升教学效率，课后测评与针对练助力查漏补缺，强化知识应用。

第三节　动量守恒定律 课时1　动量守恒定律 【素养目标】　1.知道系统、内力、外力的概念，知道动量守恒定律的内容、表达式及适用条件。　2.会用动量定理推导动量守恒定律的表达式，掌握动量守恒定律的简单应用。　3.了解动量守恒定律的普遍应用，会利用动量守恒定律分析生活中简单的碰撞问题。 知识点一　动量守恒定律的推导 【情境导入】　如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去。 (1)两人的动量方向有什么关系？动量大小又有什么关系？ (2)在甲推乙之前，两人的总动量为多少？甲推乙后，两人的总动量为多少？ 提示：(1)方向相反、大小相等　(2)0　0 【教材梳理】 (阅读教材P12—P13完成下列填空) 1．内力和外力：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。 2．动量守恒定律 (1)内容：如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变。 (2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(两个物体组成的系统)。 3．适用条件：系统受到的合外力等于零或在某个方向为零。 【师生互动】　如图所示，光滑水平面上质量分别为m1、m2的物体A、B，沿同一直线向同一方向运动，速度分别为v1和v2，且v2＞v1，碰后A、B的速度分别为v1′、v2′。 任务1．试推导两个物体碰撞后的动量之和与碰撞前的动量之和是什么关系？ 任务2．由此得到什么结论？ 提示：任务1.设碰撞过程中B对A的作用力为F1，A对B的作用力为F2，碰撞时间为Δt。 对物体A由动量定理得F1Δt＝m1v1′－m1v1 对物体B由动量定理得F2Δt＝m2v2′－m2v2 又由牛顿第三定律知F1＝－F2 故有m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2) 即m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2。 任务2.结论： ①两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 ②两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 (多选)下列各图所对应的物理过程中，系统动量守恒的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：AC 解析：题图甲中，子弹射入木块的过程中，系统水平方向受到的合力为零，则系统动量守恒。题图乙中，剪断细线，压缩的弹簧恢复原长的过程中，水平方向要受到竖直墙壁对M的作用，即水平方向受到的合力不为零，系统动量不守恒。题图丙中，两球匀速下降，则受到的重力和浮力的合力为零；剪断细线后，系统受到的重力和浮力不变，则系统受到的合力仍为零，系统动量守恒。题图丁中，小球沿放在光滑地面上的小车下滑的过程中，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，但是系统在水平方向上动量守恒。故选AC。 学生用书第13页 动量守恒条件的理解 1．理想守恒条件： (1)系统不受外力作用时，系统动量守恒。 (2)系统所受外力的矢量和为零时，系统动量守恒。 2．近似守恒条件：系统所受外力的矢量和不为零，但系统的内力远大于外力时，系统的动量可看成近似守恒。如碰撞、爆炸等现象。 3．分方向守恒条件：系统所受外力的矢量和不为零，则系统的总动量不守恒，若系统在某一方向上的合力为零，则在该方向上系统的动量守恒。　　 针对练1．(多选)(2024·广州市高一期末)在光滑水平面上两玩具小车中间夹有一个弹簧，如图所示，用手抓住小车并使弹簧压缩后使小车处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A．两手同时放开后，两小车及弹簧构成系统的动量始终为零 B．只放开左手，在弹簧恢复原长的过程中，两小车及弹簧构成的系统动量守恒 C．只放开左手，在弹簧恢复原长的过程中，两小车及弹簧构成的系统的动量方向向左 D．先放开左手，后放开右手，两小车及弹簧构成的系统的动量始终守恒 答案：AC 解析：由题意，可知两手同时放开后，两小车及弹簧构成的系统受到的合外力为零，满足动量守恒的条件，且由于系统的初动量为零，则系统的动量守恒且始终为零，故A正确；只放开左手，在弹簧恢复原长的过程中，两小车及弹簧构成的系统受到的合外力不为零，不满足动量守恒的条件，系统动量不守恒，且由于放开左手时，左边的小车受到向左的弹簧弹力作用，左边的小车将向左运动，则在弹簧恢复原长的过程中，两小车及弹簧构成的系统的动量方向向左，故B错误，C正确；在放开左手而未放开右手之前，两小车及弹簧构成的系统受到弹簧向左的弹力，系统动量不守恒；放开右手后，系统所受合外力为零，系统的动量守恒，所以系统的动量并不是始终守恒，故D错误。故选AC。 针对练2．如图所示，半圆形槽体置于水平面上，小球以初速度v0沿内壁切线方向进入槽体左侧，一切摩擦力不计，下列说法正确的是(　　) A．小球水平方向动量守恒 B．槽体水平方向动量守恒 C．小球与槽体组成的系统动量守恒 D．小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒 答案：D 解析：动量守恒是指相互作用的物体组成的系统动量之和不变，一般不讨论单个物体的动量是否守恒，故A、B错误；小球与槽体组成的系统在水平方向不受外力，在竖直方向所受外力之和不为零，所以小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒，故C错误，D正确。故选D。知识点二　动量守恒定律的简单应用 应用动量守恒定律解题的步骤 在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg的货车在平直轨道上以2 m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104 kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求两货车碰撞后的速度大小。 [解题指导]　两辆货车在碰撞过程中发生相互作用，将它们看成一个系统，这个系统是我们的研究对象。系统所受的外力有重力、地面的支持力和摩擦力。重力与支持力之和等于 0，摩擦力远小于系统的内力，可以忽略。因此，可以认为碰撞过程中系统所受外力的矢量和为 0，动量守恒。 为了应用动量守恒定律解决这个问题，需要确定碰撞前后的动量。 答案：0.9 m/s 解析：已知m1＝1.8×104 kg，m2＝2.2×104 kg，v1 ＝2 m/s，设两货车碰撞后的速度为v。两车碰撞前的总动量为p ＝ m1v1 碰撞后的总动量为p′＝(m1＋m2)v 根据动量守恒定律可得(m1＋m2)v＝m1v1 解得v＝＝ m/s＝ 0．9 m/s 即两货车碰撞后速度的大小是0.9 m/s。 针对练1．(2024·佛山市高二期中)质量为m的机车后面挂着质量同为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，假设全过程机车的牵引力不变，则拖车刚停止运动时机车的速度为(　　) A．2v B．3v C．4v D．5v 答案：A 解析：对机车与拖车，开始时匀速运动，则系统合外力为零，脱钩后系统受合外力不变，仍为零，则系统动量守恒，则有(m＋m)v＝mv′，解得v′＝2v，故选A。 学生用书第14页 针对练2．(2024·深圳市高二期中)滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为λm的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度v0匀速运动，突然发现前面有一个小水坑，由于来不及转向和刹车，该小孩立即以对地2v0的速度向前跳离滑板车，滑板车速度大小变为原来的， 且方向不变， 则λ为(　　) A．1　　　　 B．2 C．3　　　　 D．4 答案：B 解析：小孩跳离滑板车时，与滑板车组成的系统在水平方向的动量守恒，由动量守恒定律有(m＋λm)v0＝m·2v0＋λm·，解得λ＝2，故选B。 1．(多选)(教科版习题)下列四幅图的相互作用过程中，可以认为系统动量守恒的是(　　) 答案：ABC 解析：轮滑女孩从后面推轮滑男孩，系统所受合外力为地面的摩擦力，可以忽略不计，可以认为系统动量守恒，A符合题意；子弹击穿饮料瓶的短暂过程，这个过程就是一个碰撞过程，内力很大，外力可忽略，可以认为系统动量守恒，B符合题意；太空中没有空气阻力，且所受的重力可以忽略不计，所以系统动量守恒，C符合题意；汽车发生轻微碰撞的过程中，地面对汽车的摩擦力不可忽略，所以系统动量不守恒，D不符合题意。故选ABC。 2．(多选)(2024·广州市期末)如图所示，小车A静止在光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止沿圆弧下滑，这一过程中(　　) A．若圆弧光滑，则小球的动量守恒，机械能守恒 B．若圆弧光滑，则小车与小球组成的系统的动量不守恒，机械能守恒 C．若圆弧不光滑，则小车与小球组成的系统的动量守恒，机械能不守恒 D．若圆弧不光滑，则小车与小球组成的系统的动量不守恒，机械能也不守恒 答案：BD 解析：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒；但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒。若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒；若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少。故选BD。 3．(2025·广州天河中学阶段检测)如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平面上沿同一直线相向运动，A带电荷量为－q，B带电荷量为＋2q，下列说法正确的是(　　) A．相碰前两球运动过程中动量不守恒 B．相碰前两球的总动量随距离的减小而增大 C．两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力 D．两球相碰分离后的总动量等于相碰前的总动量，因为两球组成的系统所受合外力为零 答案：D 解析：将两球看成一个系统分析，系统受重力、支持力，水平方向不受外力，故系统动量守恒，所以两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量。故选D。 4．(2024·潮州市高二期末)如图所示，在光滑水平面上，两个物块的质量都是1 kg，物块A以速度4 m/s向原来处于静止状态的物块B撞去。碰撞后两个物块粘在一起后以一定速度继续前进。求： (1)碰撞后两物块的速度大小； (2)碰撞过程中物块B受到的冲量I。 答案：(1)2 m/s　(2)2 kg·m/s，方向水平向右 解析：(1)根据题意，设碰后两物块共同速度为v′，由动量守恒定律有mv＝2mv′ 解得v′＝2 m/s。 (2)设碰撞过程中物体B受到的冲量为I，则根据动量定理有I＝Δp＝mv′－0＝2 kg·m/s，方向与初速度方向相同(水平向右)。 学科网（北京）股份有限公司 $