1.3动量守恒定律-2026-2027学年高二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”，从回顾小车碰撞实验切入，结合动量定理推导两物体相互作用时的动量关系，搭建旧知（动量定理）到新知（动量守恒）的学习支架，明确推导条件与结论。 其亮点在于通过严谨推导（科学推理）、对比机械能守恒（模型建构）及多情境实例（碰撞、爆炸、航天）培养物理观念与科学思维，练习涵盖微观到生活应用，学生能深化理解并提升解决问题能力，教师可高效开展分层教学。

选择性必修一 3.动量守恒定律 第一章 动量守恒定律 授课教师：YANG 1 对于其他物体的碰撞也是这样的吗？ 第一节中我们通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。 新课引入 F·Δt= mv' – mv0=Δp 接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？ v' F m F v0 m 动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系 新课引入 v A B m2 m1 m2 m1 m2 m1 A B 光滑 F1 F2 1.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1） 对m2： 由动量定理得： 对m1： 由牛顿第三定律得： 推导结果： 结论：两个物体碰撞后的动量之矢量和等于碰撞前的动量之矢量和。 一、相互作用的两个物体的动量改变—推导 4 m2 m1 思考：这两个物体碰撞前后动量和不变，碰撞时受力情况是怎样？ B v2 m2 A v1 m1 B v2' m2 A v1' m1 F1 F2 碰撞过程 m2 m1 F1 F2 N1 G1 N2 G2 两个碰撞物体外部作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 系统 思考：A、B看成系统，哪些力是外力？ 矢量和为零 G2、N2、G1、N1 思考：A、B看成系统，外力矢量和是多少？ 动量守恒定律 一、相互作用的两个物体的动量改变—受力分析 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。这就是动量守恒定律。 1.内容： 2.公式： m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 3.条件： (1)系统不受外力；(理想条件) (2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件) (3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；(近似条件） (3)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条；(单向条件） 二、动量守恒定律—内容(P12) 微判断：下列过程系统动量是否守恒 光滑水平上， 子弹射入木块的过程 光滑水平上，剪断细绳， 弹簧恢复原长的过程 光滑水平上，剪断细绳， 弹簧恢复原长的过程 √ √ × 二、动量守恒定律—条件判断 机械能守恒和动量守恒的比较 机械能守恒定律 动量守恒定律 研究对象 守恒条件 守恒性质 适用范围 联系 注 意 单个或相互作用的物体组成的系统 相互作用的物体组成的系统 只有重力或弹力做功,其他力不做功 系统不受外力或所受合外力等于零 标量守恒(不考虑方向性) 矢量守恒(规定正方向) 都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。 仅限于宏观、低速领域 到目前为止物理学研究的一切领域 爆炸、碰撞、反冲相互作用现象中,因F内>>F外,动量是守恒的, 但很多情况下有其它力（内力）做功,有其他形式能量转化为机械能,机械能不守恒. 二、动量守恒定律—比较 1.找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程，确定初、末点； 2.析：进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)； 3.定：规定正方向，确定初末状态动量正负号； 4.列：由动量守恒定律列方程（式子左边表示初状态点所有动量，式子右边表示末状态点所有动量） 5.解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。 应用动量守恒定律的解题步骤： 二、动量守恒定律—解题思路 v m1 m2 【解析】以碰前货车的运动方向为正方向，设两车结合后的速度为v 。 v1 = 2 m/s ，v2 = 0 两车碰撞前的总动量为 两车碰撞后的总动量为 由动量守恒定律可得： = 0.9 m/s 【典例1】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的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。 二、动量守恒定律—典例 v m1 m-m1 火箭炸裂前的总动量为 炸裂后的总动量为 根据动量守恒定律可得： 【解析】以 v 的方向为正 【典例2】一枚在空中飞行的火箭质量为m=10kg，在某时刻的速度为v=900m/s，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，其中质量为m1=4kg的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为v1=300m/s。求炸裂后另一块的速度v2。 P'=-m1v1+(m-m1)v2 P=P' v2=1700m/s 二、动量守恒定律—典例 二、动量守恒定律—实例分析 生活场景的应用 速滑接力比赛 斯诺克比赛 冰壶比赛 三、动量守恒定律的普适性—生活应用 高速微观领域的应用 正负电子对撞实验 宇宙大爆炸 原子核裂变反应 三、动量守恒定律的普适性—微观高速 动量守恒定律 （2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1∆v1= -m2∆v2 （3）条件 （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 ①系统不受外力； ②系统受到外力，但外力的合力为零； ③系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力； ④在某一方向上不受外力或合外力为零或内力远大于外力。 课堂总结 角度1　动量守恒的判断 〔多选〕下列叙述的情况中，系统动量守恒的是（　ABD　） ABD A． 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 B． 如图甲所示，小车停在光滑水平面上， 车上的人在车上走动时，人与车组成的系统 C． 子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统 D． 如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成 的系统 课堂练习 解析：手榴弹在空中炸开时，系统内力远大于外力，因此动量守恒，故A 正确；题图甲小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组 成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，故B正确；子弹射入紧靠墙角 的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力不为零，因此动量不守恒， 故C错误；题图乙子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成 的系统所受合外力为零，因此动量守恒，故D正确。 课堂练习 　如图所示，质量为M、长为L的长木板静止在光滑水平面上，一个质量为 m的物块（视为质点）以一定的初速度从左端冲上木板，最后物块与长木 板以共同的速度一起向右运动，现将长木板与物块作为一个系统，则此系 统从物块滑上长木板到物块与长木板以共同的速度一起向右运动的过程中 （　　） A． 动量守恒，机械能守恒 B． 动量守恒，机械能不守恒 C． 动量不守恒，机械能不守恒 D． 动量不守恒，机械能守恒 √ 课堂练习 解析： 　物块和长木板组成的系统受到的合力为零，总动量守恒，另外 物块在长木板上相对滑动的过程中要摩擦生热，故系统机械能不守恒，故 B正确。 课堂练习 角度2　动量守恒定律的普适性 在微观粒子发生碰撞时，运用动量守恒定律还可测量微观粒子的质 量。例如，氢原子核的质量是1.67×10－27 kg，它以7.0×106 m/s的速度与 一个原来静止的未知原子核相碰撞，碰撞后以1.0×106 m/s的速度被反弹回 来，而未知原子核以4.0×106 m/s的速度向前运动，则未知原子核的质量与 氢原子核的质量比值为（　B　） A. 1.5 B． 2 C. 2.5 D． 3 B 课堂练习 解析：令氢原子核与未知原子核的质量分别为m1、m2，根据动量守恒定律 有m1v0=m1（－v1）＋m2v2，其中v0=7.0×106 m/s，v1=1.0×106 m/s， v2=4.0×106 m/s，解得=2，故选B。 课堂练习 角度3　动量守恒定律的简单应用 如图所示，某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/s 的速度水平向右跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船 的质量是100 kg，原来的速度是0.4 m/s，该同学上船后又跑了几步，最终 停在船上，不计阻力，求： （1）该同学停在船上时，小船的速度； 答案： 0.5 m/s，方向水平向右 课堂练习 解析： 以向右为正方向，设该同学与船的质量分别为m、M，该同学 上船后最终相对静止时共同速度为v，由系统动量守恒可得mv1－Mv2=（m ＋M）v 解得v== m/s=0.5 m/s 可知该同学停在船上时，小船的速度大小为0.5 m/s，方向水平向右。 课堂练习 （2）全过程中小船受到的冲量。 答案： 90 N•s，方向水平向右 解析： 以向右为正方向，根据动量定理可得 I=Mv－（－Mv2）=100×0.5 N•s－（－100×0.4）N•s=90 N•s 可知全过程中小船受到的冲量大小为90 N•s，方向水平向右。 课堂练习 角度4　某一方向上的动量守恒 如图所示，一个小孩将质量为m1，初速度大小为v0、仰角为θ的石头抛 入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦 可以忽略。石头和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小 孔中漏出，则（　A　） A A． 石头和砂车的共同速度v= B． 石头和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统动量守恒 C． 砂子漏出后做直线运动，水平方向的速度变小 D． 当漏出质量为m2的砂子时，砂车的速度v′=v= 课堂练习 解析：石头与砂车组成的系统在水平方向所受合力为零，系统在水平方向 动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0cos θ=（m1＋M） v，解得石头与砂车的共同速度v=，故A正确；石头和砂车获得共 同速度后漏砂过程中系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错 误；砂子漏出后在水平方向有初速度，只受重力作用，砂子做平抛运动， 在水平方向的速度不变，故C错误；系统在水平方向所受合外力为零，系 统在水平方向动量守恒，系统总质量不变，由动量守恒定律可知，系统在 水平方向速度不变，即砂车的速度v′=v=，故D错误。 课堂练习 　〔多选〕如图，弹簧的一端固定在竖直墙上， 质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底 部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽 上高h处由静止开始自由下滑，则（　　） A． 在小球下滑的过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 B． 在小球下滑的过程中，小球和槽组成的系统动量守恒 C． 小球与弹簧作用时，小球与弹簧组成的系统动量守恒 D． 小球与弹簧作用时，小球与弹簧组成的系统动量不守恒 √ √ 课堂练习 解析： 　在小球下滑的过程中，小球和槽组成的系统，在水平方向上不 受力，则水平方向上动量守恒，故A正确，B错误；小球与弹簧接触后，小 球与弹簧组成的系统受到墙的作用力，墙对系统的作用力是外力，则系统 动量不守恒，故C错误，D正确。 课堂练习 角度5　爆炸问题 （2026•辽宁鞍山期末）如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少 许炸药，一起以速度0.5 m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分 别为0.1 kg和0.2 kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动， 从爆炸开始计时经过3.0 s，两球之间的距离为x=2.7 m，下列说法正确的是 （　B　） B A． 刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同 B． 刚分离时，甲球的速度大小为0.1 m/s，方向水平向左 C． 刚分离时，乙球的速度大小为0.3 m/s D． 爆炸过程中释放的能量为0.27 J 课堂练习 解析：炸药爆炸时，根据动量守恒定律有（m甲＋m乙）v0=m甲v1＋m乙v2，爆 炸时间忽略不计，若爆炸后甲速度方向向左，此时v1为负值，则有v2t－ v1t=x，解得v1=－0.1 m/s，v2=0.8 m/s，若爆炸后甲速度方向向右，此时v1为 正值，则有v2t－v1t=x，解得v1=－0.1 m/s，v2=0.8 m/s，可知，爆炸后甲速 度方向向右的情境不成立，即爆炸后甲速度方向向左，速度应取v1=－0.1 m/s，v2=0.8 m/s，即分离时，甲、乙两球的速度方向相反，甲球的速度大 小为0.1 m/s，方向水平向左，故B正确，A错误；结合上述可知，刚分离 时，乙球的速度大小为0.8 m/s，故C错误；爆炸过程中释放的能量为E=m 甲＋m乙－（m甲＋m乙），结合上述解得E=0.027 J，故D错误。 课堂练习 方法技巧 爆炸类问题的三个特点 动量守恒 由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作 用力远大于其受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总 动量守恒 动能增加 在爆炸过程中，由于有其他形式的能量（如化学能）转化 为动能，所以爆炸后系统的总动能增加 位置不变 爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很 小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位 置以新的动量开始运动 课堂练习 　航天工程中的动量守恒 　　完全失重状态下系统动量仍守恒，核心条件是系统所受合外力为零。 比如航天器的分离与对接、太空舱内两物体的碰撞，虽处于完全失重状 态，但无外力干扰，碰撞前后系统总动量（矢量）保持不变。 如图所示，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。已知卫星质 量为m1，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，求分离后卫星的速率v1。 课堂练习 答案：v0＋（v0－v2） 解析：火箭和卫星组成的系统分离过程动量守恒，规定初速度v0的方向为 正方向，由动量守恒定律得（m1＋m2）v0=m2v2＋m1v1，解得v1=v0＋（v0 －v2）。 课堂练习 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $