1.3动量守恒定律 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦动量守恒定律，引导学生掌握系统、内力、外力等核心概念，通过理论推导理解定律内涵，明确适用条件与特性，结合实验探究及解题规范提升应用能力。课堂导入从台球碰撞等生活现象切入，以动量定理、牛顿第三定律为旧知支架，逐步构建新知识脉络。 导学案设计涵盖课前预习、课堂探究与当堂练习，理论推导环节引导自主推导培养科学推理能力，实验探究通过气垫导轨实验及误差分析强化科学探究素养，习题贴合实际情境且注重规范解题，助力学生形成运动和相互作用观念，提升物理学科核心能力。

1.3动量守恒定律（导学案）解析版 班级：________姓名：________学号：________日期：________ 一、学习目标 1.准确区分系统、内力、外力三个基本概念，明确内力、外力的判断依据。 2.能利用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律，熟记定律内容与表达式。 3.熟练掌握动量守恒定律的适用条件、三种守恒情况及四大基本特性。 4.完成碰撞实验探究，能通过实验数据验证动量守恒规律，学会误差分析。 5.掌握一维直线运动动量守恒的解题步骤，能规范解决基础碰撞、共速问题。 二、课前预习 （一）旧知回顾 1.动量定理：物体合外力的冲量等于物体的_动量变化量_，公式_F合t=Δp_。 2.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力大小_相等_、方向_相反_，作用在同一直线上。 （二）课本预习填空 1.由两个或多个__相互作用__的物体组成的整体，叫做力学系统。 2.系统内部物体间的相互作用力叫做__内力__；系统外部物体对系统内物体的作用力叫做__外力__。 3.动量守恒定律：如果一个系统_不受外力_，或者所受外力的矢量和为__零_，这个系统的总动量保持不变。 三、课堂探究 探究一：情境思考，引出守恒规律（课本导入） 观察生活现象：台球碰撞、火箭升空、烟花爆炸。 思考问题： 1.两球碰撞时，单个小球的动量是否改变？ 单个小球速度改变，动量发生改变。 2.两个小球组成的整体，总动量是否发生变化？ 在阻力可忽略的情况下，系统总动量保持不变。 探究二：系统、内力、外力深度辨析 阅读课本，完成填空与辨析，理解概念本质。 1.系统：多个__相互作用_的物体组成的整体，系统可根据解题需要灵活选取。 2.内力：__系统内部__物体之间的相互作用力，内力是成对的相互作用力。 3.外力：__系统外物体_对系统内物体的作用力。 4.关键结论：内力只会改变系统内单个物体的动量，__不改变__系统的总动量；外力会改变系统的总动量。 小组辨析练习 情境：光滑水平面上两个滑块发生碰撞，选取两滑块为系统。判断： 滑块间的弹力是__内力__；滑块的重力、支持力是__外力_。 探究三：理论推导——动量守恒定律 推导模型：光滑水平面上两小球m1、m2发生一维正碰，碰撞时间极短，系统合外力为零。 初速度：v1、v2，末速度：、 自主分步推导 1.对m1，受m2的作用力F1，由动量定理：_F1t=m1-m1v1__ 2.对m2，受m1的作用力F2，由动量定理：__F2t=m2v-m2v2_ 3.由牛顿第三定律得：__F1=-F2__ 4.联立两式消去作用力，推导系统总动量关系：__m1v1+m2v2=m1+m2__ 定律完整内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 常用表达式 1.通用式：p前=p后 2.一维双物体：m1v1+m2v2=m1+m2 3.动量变化式：Δp1=-Δp2（两物体动量变化大小相等、方向相反） 探究四：实验探究——验证动量守恒定律 实验目的：验证一维碰撞中，合外力为零的系统总动量守恒。 实验器材：气垫导轨、光电门、滑块、配重片、刻度尺 实验原理：气垫导轨减小摩擦，系统合外力近似为零，碰撞前后系统总动量守恒。 实验步骤 1.调平气垫导轨，保证滑块匀速运动； 2.测量两滑块质量m1、m2； 3.让滑块1运动、滑块2静止，记录碰撞前后速度； 4.更换配重，重复多次实验，记录数据。 实验数据记录表 实验次数 碰撞前总动量p/(kg·m/s) 碰撞后总动量/(kg·m/s) 是否近似相等 1 2 3 实验结论 在误差允许范围内，一维碰撞系统碰撞前后__总动量_守恒，验证了动量守恒定律成立。 实验误差分析（小组讨论） 误差来源：导轨未完全水平、存在微小空气阻力、光电门读数误差、滑块遮光宽度测量误差。 探究五：动量守恒三大条件深度探究 结合课本内容，小组总结三类守恒情况 1.严格守恒：系统_合外力为零_，总动量一定守恒。 2.近似守恒：系统合外力不为零，但__系统内力_远大于外力（碰撞、爆炸、短时间作用），可近似认为动量守恒。 3.单向守恒：系统合外力不为零，但__某一方向_合外力为零，该方向动量守恒。 探究六：动量守恒四大特性 1.矢量性：动量守恒公式是_矢量_式，一维运动需规定正方向。 2.瞬时性：作用过程中，__任意_时刻系统总动量都守恒。 3.相对性：所有速度必须相对于同一__参考系_（默认地面）。 4.普适性：不仅适用于宏观、低速物体，也适用于__微观_、__高速__粒子，适用范围远超牛顿定律。 探究七：动量守恒解题规范步骤（课本例题总结） 1.定__系统_：合理选取相互作用的物体整体为系统； 2.判__守恒_：分析受力，判断是否满足守恒条件； 3.定__正方向_：规定正方向，统一速度正负； 4.列方程：代入公式列式求解，说明速度方向。 典型例题：光滑水平面上，质量m1=2kg的滑块以4m/s运动，与静止的m2=3kg滑块正碰，碰撞后m1速度为1m/s同向，求m2的速度。 解：取初速度方向为正方向，系统合外力为零，动量守恒。 m1v1+m2v2=m1+m2 代入数据：2×4=2×1+3× 解得：=2m/s，方向与原方向相同。 四、课堂当堂练习 1．某次台球比赛中，如图所示，水平球桌上静止放置大小相同的黑球和白球，选手将白球击出后与黑球发生正碰，规定白球开始运动时的方向为正方向，碰前瞬间白球的动量为，碰后瞬间动量为，两球碰撞时间极短，则碰后黑球的动量大小为（     ） A． B． C． D． 【参考答案】B 2．关于动量守恒的条件，下面说法正确的是（   ） 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为0，系统动量就守恒 C．系统加速度为0，动量不一定守恒 D．只要系统所受合外力不为0，则系统在任何方向上动量都不可能守恒 【参考答案】B 3．如图所示，光滑的水平地面上，一质量为的小球以水平初速度向右运动，与右侧质量为的静止小球发生正碰，碰后两小球动量相同，则碰撞前后小球的动量减少了（　　） A． B． C． D． 【参考答案】B 4．良好的生活习惯对人的一生有重要意义。有些同学在家经常躺着看手机，出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为，从距离眼睛约的高度无初速度掉落，碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，g取，则手机碰到眼睛时的速度约为__________m/s，手机对眼睛的冲击力约为__________N。 【答案】2 4.2 5．如图所示，打弹珠游戏中用弹珠击打静止的弹珠，两者发生水平正碰。已知弹珠、的质量分别为、，碰后弹珠、的速度分别为、。求： (1)碰撞前弹珠的速度大小； (2)弹珠对弹珠做的功。 解：（1）由动量守恒 解得 （2）弹珠对弹珠做的功等于弹珠动能的变化量 五、课堂小结 1.核心概念：系统、内力（不改变总动量）、外力（改变总动量）； 2.守恒定律：合外力为零，系统总动量不变； 3.三类守恒：严格守恒、近似守恒、单向守恒； 4.解题关键：选系统、判守恒、定方向、列方程。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.3动量守恒定律（导学案）原卷版 班级：________姓名：________学号：________日期：________ 一、学习目标 1.准确区分系统、内力、外力三个基本概念，明确内力、外力的判断依据。 2.能利用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律，熟记定律内容与表达式。 3.熟练掌握动量守恒定律的适用条件、三种守恒情况及四大基本特性。 4.完成碰撞实验探究，能通过实验数据验证动量守恒规律，学会误差分析。 5.掌握一维直线运动动量守恒的解题步骤，能规范解决基础碰撞、共速问题。 二、课前预习 （一）旧知回顾 1.动量定理：物体合外力的冲量等于物体的 ，公式 。 2.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力大小 、方向_ _，作用在同一直线上。 （二）课本预习填空 1.由两个或多个 的物体组成的整体，叫做力学系统。 2.系统内部物体间的相互作用力叫做 ；系统外部物体对系统内物体的作用力叫做 。 3.动量守恒定律：如果一个系统 ，或者所受外力的矢量和为__ ，这个系统的总动量保持不变。 三、课堂探究 探究一：情境思考，引出守恒规律（课本导入） 观察生活现象：台球碰撞、火箭升空、烟花爆炸。 思考问题： 1.两球碰撞时，单个小球的动量是否改变？ 2.两个小球组成的整体，总动量是否发生变化？ 探究二：系统、内力、外力深度辨析 阅读课本，完成填空与辨析，理解概念本质。 1.系统：多个 的物体组成的整体，系统可根据解题需要灵活选取。 2.内力： 物体之间的相互作用力，内力是成对的相互作用力。 3.外力： 对系统内物体的作用力。 4.关键结论：内力只会改变系统内单个物体的动量， 系统的总动量；外力会改变系统的总动量。 小组辨析练习 情境：光滑水平面上两个滑块发生碰撞，选取两滑块为系统。判断： 滑块间的弹力是 ；滑块的重力、支持力是 。 探究三：理论推导——动量守恒定律 推导模型：光滑水平面上两小球m1、m2发生一维正碰，碰撞时间极短，系统合外力为零。 初速度：v1、v2，末速度：、 自主分步推导 1.对m1，受m2的作用力F1，由动量定理：_ __ 2.对m2，受m1的作用力F2，由动量定理：__ _ 3.由牛顿第三定律得：_ __ 4.联立两式消去作用力，推导系统总动量关系：__ __ 定律完整内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 常用表达式 1.通用式：p前=p后 2.一维双物体：m1v1+m2v2=m1+m2 3.动量变化式：Δp1=-Δp2（两物体动量变化大小相等、方向相反） 探究四：实验探究——验证动量守恒定律 实验目的：验证一维碰撞中，合外力为零的系统总动量守恒。 实验器材：气垫导轨、光电门、滑块、配重片、刻度尺 实验原理：气垫导轨减小摩擦，系统合外力近似为零，碰撞前后系统总动量守恒。 实验步骤 1.调平气垫导轨，保证滑块匀速运动； 2.测量两滑块质量m1、m2； 3.让滑块1运动、滑块2静止，记录碰撞前后速度； 4.更换配重，重复多次实验，记录数据。 实验数据记录表 实验次数 碰撞前总动量p/(kg·m/s) 碰撞后总动量/(kg·m/s) 是否近似相等 1 2 3 实验结论 在误差允许范围内，一维碰撞系统碰撞前后 守恒，验证了动量守恒定律成立。 实验误差分析（小组讨论） 误差来源： 探究五：动量守恒三大条件深度探究 结合课本内容，小组总结三类守恒情况 1.严格守恒：系统 ，总动量一定守恒。 2.近似守恒：系统合外力不为零，但 远大于外力（碰撞、爆炸、短时间作用），可近似认为动量守恒。 3.单向守恒：系统合外力不为零，但 合外力为零，该方向动量守恒。 探究六：动量守恒四大特性 1.矢量性：动量守恒公式是 式，一维运动需规定正方向。 2.瞬时性：作用过程中， 时刻系统总动量都守恒。 3.相对性：所有速度必须相对于同一 （默认地面）。 4.普适性：不仅适用于宏观、低速物体，也适用于 、 _粒子，适用范围远超牛顿定律。 探究七：动量守恒解题规范步骤（课本例题总结） 1.定 ：合理选取相互作用的物体整体为系统； 2.判 ：分析受力，判断是否满足守恒条件； 3.定 ：规定正方向，统一速度正负； 4.列方程：代入公式列式求解，说明速度方向。 典型例题：光滑水平面上，质量m1=2kg的滑块以4m/s运动，与静止的m2=3kg滑块正碰，碰撞后m1速度为1m/s同向，求m2的速度。 四、课堂当堂练习 1．某次台球比赛中，如图所示，水平球桌上静止放置大小相同的黑球和白球，选手将白球击出后与黑球发生正碰，规定白球开始运动时的方向为正方向，碰前瞬间白球的动量为，碰后瞬间动量为，两球碰撞时间极短，则碰后黑球的动量大小为（  ） A． B． C． D． 2．关于动量守恒的条件，下面说法正确的是（   ） 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为0，系统动量就守恒 C．系统加速度为0，动量不一定守恒 D．只要系统所受合外力不为0，则系统在任何方向上动量都不可能守恒 3．如图所示，光滑的水平地面上，一质量为的小球以水平初速度向右运动，与右侧质量为的静止小球发生正碰，碰后两小球动量相同，则碰撞前后小球的动量减少了（　　） A． B． C． D． 4．良好的生活习惯对人的一生有重要意义。有些同学在家经常躺着看手机，出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为，从距离眼睛约的高度无初速度掉落，碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，g取，则手机碰到眼睛时的速度约为__________m/s，手机对眼睛的冲击力约为__________N。 5．如图所示，打弹珠游戏中用弹珠击打静止的弹珠，两者发生水平正碰。已知弹珠、的质量分别为、，碰后弹珠、的速度分别为、。求： (1)碰撞前弹珠的速度大小； (2)弹珠对弹珠做的功。 五、课堂小结 1.核心概念：系统、内力（ 总动量）、外力（ 总动量）； 2.守恒定律： 为零，系统总动量 ； 3.三类守恒： 守恒、 守恒、 守恒； 4.解题关键：选系统、判守恒、定方向、列方程。 学科网（北京）股份有限公司 $