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

该高中物理课件聚焦“动量守恒定律”，以火箭分离现象导入引发思考，通过滑冰同学互推实例引入系统、内力、外力概念，再建立一维相互作用模型推导守恒关系，构建从现象到概念再到规律的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，从生活实例到理想模型，结合牛顿定律推导守恒关系，例题与练习注重实际应用。课堂小结结构化呈现定律内容、条件及应用步骤，助力学生形成物理观念，提升科学探究能力，教师可借助清晰逻辑和丰富实例提高教学效果。

第一章 动量守恒定律 1.3 动量守恒定律 火箭在空中突然分离成两部分，两个部分分别向不同方向运动。 思考：各部分动量都在改变，系统总动量是否一定改变？ 新课导入 1. 理解系统、内力、外力和总动量守恒的含义。 2. 能建立一维相互作用模型，推理得到动量守恒关系。 3. 能依据受力情况判断系统动量是否守恒。 4. 能说明守恒定律在交通、航天和微观研究中的价值。 学习目标 1、从相互作用现象中寻找不变量 观察：两位同学原来静止在滑冰场上，相互推开后分别向相反方向滑去。 问题1：把冰面上互推的两位同学看成整体，这个整体物理叫什么？两人互推的力、冰面给人的支持力分别叫什么力？ 这个整体称为系统；两人互推的力是内力；冰面支持力是外力。 一、相邻两个物体动量的改量 新知探究 1、从相互作用现象中寻找不变量 观察：两位同学原来静止在滑冰场上，相互推开后分别向相反方向滑去。 问题2：每个人的动量为什么会改变？ 问题3：两人的动量改变量有什么关系？ 问题4：把两人看作系统，总动量是否改变？ 彼此推力使速度改变，动量随之改变。 大小相等、方向相反。 水平外力可忽略时，总动量不变。 新知探究 2、建立一维相互作用模型 模型假设： 1. 光滑水平面上，质量为m1的物体A与质量为m2的物体B通过弹簧发生相互作用。 2. 相互作用前后都沿同一直线运动。 3. 相互作用时间相同，系统水平方向外力可忽略。 问题：光滑水平面小车中 A、B 通过弹簧相互作用，弹簧弹力是内力，为什么单个物体动量改变，但 A、B 系统总动量不变？请结合牛顿运动定律、动量定理推导说明。 新知探究 推理：内力如何影响系统总动量 由牛顿第三定律：F1 = -F2 由动量定理：F1Δt = m1v1′ - m1v1，F2Δt = m2v2′ - m2v2 相加得：m1v1′ - m1v1 = -(m2v2′ - m2v2) 整理：m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′ 结论：内力可以改变各物体动量，但不能改变系统总动量。 新知探究 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：p = p′，或 Δp = 0。 两个物体组成的系统：m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′。 3.物理意义：相互作用过程中，动量在系统内部转移，总量保持不变。 新知探究 4、守恒条件的本质 内力：只在系统内部转移动量，不改变系统总动量。 外力：能改变系统总动量。 5.成立条件： （1）系统不受外力或所受合外力为 0。 （2）内力远大于外力，外力可忽略。 （3）某一方向合外力为 0，则该方向动量守恒。 新知探究 6、对定律的深入理解 （1）矢量性：总动量保持不变，指大小和方向都不变。 （2）同一性：各物体速度必须相对于同一惯性参考系。 （3）同时性：初态各动量对应同一时刻，末态各动量也对应同一时刻。 （4）系统性：守恒说的是系统总动量，不是单个物体动量。 新知探究 思考与讨论：系统不同，结论不同 静止的两辆小车用细线相连，中间有压缩的轻弹簧。 问题1：烧断细绳，两车同时被弹开。若选两车和弹簧为系统，总动量是否守恒？为什么？ 守恒。系统水平方向合外力为 0，弹簧力是系统内力，只改变各部分动量，不改变系统总动量。 新知探究 问题2：如果先按住左车，只让右车运动。选两车和弹簧为系统，总动量是否守恒？ 不守恒，因为若选两车和弹簧为系统，手的作用力是外力，总动量不守恒。 问题3：在问题2的基础上松开左车后，选两车和弹簧为系统，总动量是否守恒？ 方法：判断守恒，先选系统，再看系统所受外力。 两车和弹簧组成的系统水平方向合外力为 0，总动量守恒。 新知探究 例题1：列车碰撞后的共同速度 一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车以 v1 = 2 m/s 运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车，碰后结合在一起运动。 问题1：研究对象是什么？ 问题2：为什么近似守恒？ 问题3：怎样列方程？ 两辆货车组成的系统。 碰撞时间短，内力远大于阻力，外力冲量可忽略。 取第一辆货车原方向为正，m1v1 = (m1 + m2)v。 代入数据：v = 0.9 m/s，方向与第一辆货车原运动方向相同。 新知探究 例题2：火箭分离后的速度 一枚在空中水平飞行的火箭总质量为 m，某时刻速度为 v0，方向水平。燃料即将耗尽时，火箭突然分裂成两块，其中质量为 m1 的一块沿着与 v0 相反的方向飞去，速度为 v1。求爆炸后另一块的速度 v2。 问题1：研究对象是什么？ 问题2：为什么可以用动量守恒？ 火箭分裂后的两部分组成的系统。 分裂时间很短，重力冲量远小于爆炸内力冲量，可近似认为水平方向动量守恒。 新知探究 选系统：火箭分裂后的两部分。 定方向：取火箭原来运动方向为正方向，则该块速度取 -v1。 初态总动量：p = mv0。 末态总动量：p' = m1(-v1) + (m - m1)v2。 由动量守恒：m1(-v1) + (m - m1)v2 = mv0。 解得：v2 = (mv0 + m1v1)/(m - m1)。 结论：另一部分仍沿火箭原运动方向飞行。 新知探究 应用动量守恒定律的一般路径 找：确定研究对象和研究过程。 析：受力分析，区分内力和外力，判断是否守恒。 定：规定正方向，确定初、末状态动量正负号。 列：根据动量守恒定律列方程。 算：求解并检查结果方向和物理意义。 新知探究 1. 关于动量守恒定律，以下说法错误的是（ ） A. 系统不受外力时，动量一定守恒 B. 动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子的情况 C. 一个系统的动量守恒，则机械能也守恒 D. 两物体组成的系统，受合外力为零，则两物体动量的改变量大小一定相等 C 随堂练习 2. 光滑水平面上两小车中间夹一压缩弹簧，分别按住小车。下列说法正确的是（ ） A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒 C. 先放开左手，后放开右手，总动量向左 D. 两手都放开后，在弹簧恢复原长过程中系统总动量保持不变 ACD 随堂练习 3. 在光滑水平面上，人站在平板车上用锤子连续敲打小车。初始时人、车、锤都静止。下列说法正确的是（ ） A. 在连续敲打过程中，小车始终保持静止 B. 人、车和锤组成的系统机械能守恒 C. 人、车和锤组成的系统动量守恒 D. 若地面足够粗糙，连续敲打可使小车向右运动 D 随堂练习 4. 关于动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ） A. 只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒 B. 只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒 C. 只要系统所受合外力恒定，动量守恒 D. 只要系统所受外力的合力为零，动量守恒 D 随堂练习 1. 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。 2. 常用表达式：p = p′，Δp = 0；两物体系统：m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′。 3. 成立条件：系统不受外力；系统所受合外力为0；内力远大于外力时，可近似认为系统动量守恒。 4. 应用步骤：找研究对象和研究过程；析系统受力，判断是否守恒；定正方向和初、末状态；列方程；解结果并检查方向和物理意义。 课堂小结 $