专题：动量守恒定律的应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦动量守恒定律的应用，涵盖某一方向动量守恒、多物体多过程问题及临界问题三大核心内容，通过典型例题导入，从单一方向守恒逐步过渡到复杂过程分析，搭建递进式学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于精选2024年多地联考真题及拓展题，结合科学思维中的模型建构与科学推理，通过分过程动量守恒分析（如三物体系统动量守恒）和临界条件总结（如“恰好不相撞时速度相等”），强化运动和相互作用观念。学生能提升复杂问题解决能力，教师可直接应用例题与总结提升教学效率。

专题：动量守恒定律的应用 第 一 章 学习目标 1.理解某一方向上的动量守恒(重点)。 2.会利用动量守恒定律分析多物体、多过程问题(重难点)。 3.能灵活处理动量守恒定律的临界问题(难点)。 内容索引 一、某一方向上的动量守恒 二、动量守恒定律在多物体、多过程问题中的应用 三、动量守恒中的临界问题 < 一 > 某一方向上的动量守恒 若系统受到的合外力不为零，系统的动量不守恒。但若在某一方向上合外力为零，则系统在此方向上动量守恒。系统在某一方向动量守恒时，动量守恒表达式为：(以水平方向动量守恒为例)m1v1x+m2v2x=m1v1x'+m2v2x'。 例1 (2024·泰州中学高二检测)如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法中正确的是 A.人、车和锤子组成的系统动量守恒 B.人、车和锤子组成的系统机械能守恒 C.连续敲打可使小车持续向右运动 D.当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零 √ 在锤子的连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，所以系统的动量不守恒，故A错误； 由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，故B错误； 把人、锤子和车子看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统水平方向的总动量为零，锤子向左运动时，车子向右运动。锤子向右运动时，车子向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动，故C错误； 当锤子速度方向竖直向下时，水平方向动量为零，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，则此时人和车水平方向的总动量也为零，故D正确。 例2 (多选)(2024·驻马店市高二期末)如图所示，装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上，将一个小球从某一高度处以大小为v0的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，则下列说法正确的是 A.小球陷入沙中越深，小车最终的速度越大 B.小球抛出时的高度越高，小车最终的速度越大 C.小球陷入沙中过程，小球和沙、车组成的系统动 量不守恒，机械能不守恒 D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子，车上沙 子越来越少，车子的速度保持不变 √ √ 小球与车、沙组成的系统在水平方向动量守恒，由mv0=(m+M)v可知，小球陷入沙中深浅、抛出时的高低与小车最终速度v无关，故A、B错误； 小球陷入沙中过程，小球在竖直方向做变速运动，系统在竖直方向合力不为零，因此系统动量不守恒，由于小球与沙的摩擦损失机械能，因此系统机械能不守恒，故C正确； 若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子，漏出的沙子做平抛运动，水平方向速度不变，根据水平方向动量守恒可知，车的速度保持不变，故D正确。 返回 拓展　若整体质量为M=4 kg的小车以v2=7.5 m/s的速度沿光滑水平面向左匀速行驶，质量为m=1 kg的小球从某一高度以v1=15 m/s的初速度向右被水平抛出并落入小车中，求小球与小车相对静止后的速度(g取10 m/s2)。 答案　3 m/s，方向水平向左 小球与车在水平方向上动量守恒，以向右为正方向 由动量守恒定律有mv1-Mv2=(M+m)v共， 得v共=-3 m/s 则小球与小车相对静止后的速度大小为3 m/s，方向水平向左。 < 二 > 动量守恒定律在多物体、多过程问题中的应用 例3 (2024·江苏省阜宁、滨海、射阳三校高二联考)如图，在光滑水平面上并排放置木块A、B，已知mA=2 kg，mB=1 kg。现有质量mC=1 kg的小物块C以初速度v0=6 m/s在A表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B间均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v=2 m/s，求： (1)木块A的最终速度的大小； 答案　1 m/s 将A、B、C整体看作系统， 整个过程动量守恒即mCv0=mAvA+(mB+mC)v 代入数据求得vA=1 m/s (2)物块C滑离木块A时的速度大小。 答案　3 m/s 在物块C滑过木块A的过程中，将A、B、C作为系统，动量守恒，即mCv0=(mA+mB)vA+mCvC 代入数据求得vC=3 m/s。 总结提升 多个物体相互作用时，物理过程往往比较复杂，分析此类问题时应注意： (1)正确进行研究对象的选取：有时对整体应用动量守恒定律，有时对部分物体应用动量守恒定律。研究对象的选取一是取决于系统是否满足动量守恒的条件，二是根据所研究问题的需要。 (2)正确进行过程的选取和分析：通常对全程进行分段分析，并找出联系各阶段的状态量。根据所研究问题的需要，列式时有时需分过程多次应用动量守恒定律，有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式。 返回 < 三 > 动量守恒中的临界问题 在动量守恒定律的应用中，常常出现相互作用的两物体相距最近(或最远)、恰好不相撞、弹簧最长(或最短)或物体开始反向运动等临界状态，其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系，这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游玩，甲和他的冰车总质量为30 kg，乙和他的冰车总质量也为30 kg，若不计冰面摩擦，游戏时甲拿着一质量为10 kg的小球，和他一起以v0=3.5 m/s的速度水平向右滑行，乙在甲的正前方相对地面静止，则甲至少以相对地面多大的速度将小球水平抛出才能避免与乙相撞？ 例4 答案　8 m/s 设甲至少以速度v将小球抛出，抛出小球后甲的速度为v甲，乙获得的速度为v乙，取水平向右为正方向。以甲、他的冰车和小球整体为研究对象，根据动量守恒定律，得(M甲+m)v0=M甲v甲+mv 以乙、他的冰车和小球整体为研究对象，得mv=(m+M乙)v乙 当甲与乙恰好不相撞时v甲=v乙 联立解得v=8 m/s。 总结提升 动量守恒定律应用中的常见临界情形   光滑水平面上的A物体以速度v向静止的B物体运动，A、B两物体相距最近时，两物体速度必定相等，此时弹簧最短，其压缩量最大   物体A以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车B(上表面粗糙且长度足够长)上，当物体A在小车B上滑行的距离最远时，物体A、小车B相对静止，物体A、小车B的速度必定相等 总结提升   质量为M的弧形滑块静止在光滑水平面上，弧形滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向弧形滑块滚来。设小球不能越过弧形滑块，则小球到达弧形滑块上的最高点(即小球竖直方向上的速度为零)时，两物体的速度一定相等   光滑水平面上的薄板A(上表面粗糙且足够长)与物块C发生碰撞后，再与物块B相互作用，最后不再相撞的临界条件是：三者具有相同的速度 返回 第 一 章 本课结束 $