1.3 动量守恒定律(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册配套课件（人教版）

3 动量守恒定律 1 学习任务一 对动量守恒条件的理解 学习任务二 某一方向动量守恒定律的应用 学习任务三 动量守恒定律的应用 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 对动量守恒条件的理解 ［科学推理］ 如图所示，在光滑水平桌面上有两个向同一方向做匀速直线运动的物体、 ， 质量分别为、，速度分别为、，且.当追上 时发生碰撞，碰 撞时间极短，碰撞过程中对的作用力为，对的作用力为 ，碰撞后 、的速度分别是、 .请用所学知识证明：碰撞前后两物体的动量之和不变. 学习任务一 3 [答案] 根据动量定理： 对有 ① 对有 ② 由牛顿第三定律得 ③ 由①②③得两物体总动量关系为 学习任务一 4 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空. (1) 系统、内力和外力 ① 系统:_______________相互作用的物体构成的整体. ② 内力:系统____物体间的作用力. ③ 外力:系统______的物体施加给系统____物体的力. 由两个(或多个) 中 以外 内 学习任务一 5 (2) 动量守恒定律 ① 内容:如果一个系统不受______,或者所受______的矢量和为0,这个系统的总 动量保持不变. ② 表达式:对两个物体组成的系统,常写成____________________________或者 . 外力 外力 学习任务一 6 ③动量守恒定律的应用情景 情景1:系统不受外力;(理想条件) 情景2:系统受到外力，但外力的合力为零;(实际条件) 情景3:系统受到外力，且外力的合力不为零，但在某一方向上不受外力或所受 外力的合力为零时，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件) 情景4:系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以 忽略不计，因而系统动量近似守恒.(近似条件) 学习任务一 7 【辨别明理】 (1) 一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒.( ) × (2) 系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零.( ) √ (3) 只要系统内存在摩擦力，动量就一定不守恒.( ) × 学习任务一 8 例1 [2025·陕西汉中高二期末] 关于下面四种情境说法正确的是( ) A.甲图中小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜 槽构成的系统动量守恒 B.乙图中子弹打进木块后一起向左运动的过程，子弹和木块构成的系统动量守恒 C.丙图中两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统动量不守恒 D.丁图中一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动 量不守恒 √ 学习任务一 9 [解析] 甲图中小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球 和斜槽构成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，所以系统动量不 守恒，故A错误；乙图中子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大 于外力，系统动量守恒，但在一起向左运动的过程，由于弹簧的弹力作用，子 弹和木块所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；丙图中两同学传接 篮球的过程，由于地面摩擦力的作用，两同学和篮球构成的系统动量不守恒， 故C正确；丁图中一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，由于炸裂 时内力远大于外力，则在炸裂前后系统动量守恒，故D错误. 学习任务一 10 例2 [2026·浙江杭州二中高二月考] 光滑水平面上放置固定有竖直杆的小车，轻 绳一端系有小球，另一端系于杆顶，车右侧有固定挡板.现将小球向右拉开至如 图位置，然后释放小球，小球第一次向左摆动至最高点过程中( ) A.下摆过程，球车系统在水平方向上动量守恒 B.下摆过程，球车系统在竖直方向上动量守恒 C.上摆过程，球车系统在水平方向上动量守恒 D.上摆过程，球车系统在竖直方向上动量守恒 √ 学习任务一 11 [解析] 小球下摆过程，轻绳对小车的弹力方向为斜向右下方，由于挡板的限制， 此时小车处于静止状态，小车所受外力的合力为0，小球做圆周运动，线速度逐 渐增大，小球水平方向与竖直方向的合力均不为0，可知，此过程，小球和小车 构成的系统水平方向与竖直方向的动量均不守恒，故A、B错误；小球上摆过程， 轻绳对小车的弹力方向为斜向左下方，小车将脱离挡板向左运动，小车与小球 构成的系统在水平方向上所受外力的合力为0，竖直方 向上所受外力的合力不为0，则小球和小车构成的系统 在水平方向上动量守恒，在竖直方向上动量不守恒， 故C正确，D错误. 学习任务一 12 【要点总结】 动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域. 学习任务一 13 学习任务二 某一方向动量守恒定律的应用 例3 (多选)[2025·河北邢台一中高二月考] 如图所示，内壁光滑的半圆形滑槽放 置在光滑水平地面上，从滑槽左端的最高点由静止释放小滑块(可视为质点).对 于小滑块从释放至运动到滑槽最低点的过程中，下列说法正确的是( ) A.小滑块和滑槽构成的系统动量守恒 B.小滑块和滑槽构成的系统在水平方向上动量守恒 C.小滑块和滑槽构成的系统在竖直方向上动量守恒 D.小滑块对滑槽的弹力做正功 √ √ 学习任务二 14 [解析] 小滑块从释放到运动至滑槽最低点的过程中，小滑块和滑槽构成的系统 在水平方向上合力为0，在竖直方向上合力不为0，因此系统在水平方向上动量 守恒，在竖直方向上动量不守恒，选项A、C错误，B正确；小滑块从释放到运 动至滑槽最低点的过程中，小滑块对滑槽的弹力方向指向左下方，滑槽的速度 方向水平向左，因此小滑块对滑槽的弹力做正功，选项D正确. 学习任务二 15 变式1 如图所示，质量为 的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底 部与桌面相切，一个质量为的小球以速度 向滑块运动，小球最后未越过滑 块，则小球到达最高点时，小球和滑块的速度大小是( ) A. B. C. D. [解析] 小球沿滑块上滑的过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上不受外 力，因而系统在水平方向上动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对 地速度 (若速度不相同，必然相对运动，此时一定不是最高点)，由系统在水平 方向上动量守恒得，所以 ，故选A. √ 学习任务二 16 学习任务三 动量守恒定律的应用 ［科学思维］ 处理动量守恒问题的步骤 (1)分析题目涉及的物理过程，选择合适的系统、过程，这是正确解决此类题目 的关键； (2)判断所选定的系统、过程是否满足动量守恒定律的条件； (3)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量； (4)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式求解. 学习任务三 17 例4 [2026·重庆南开中学高二月考] 如图所示，橡皮 艇静止在平静的湖面，质量为的人以水平速度 跳 离湖岸后落入橡皮艇中，稳定后人和橡皮艇以 的 速度沿湖面匀速运动，不计水对橡皮艇的阻力，则橡 皮艇的质量为( ) A. B. C. D. [解析] 设橡皮艇的质量为，根据动量守恒定律可得 ，解 得 ，故选B. √ 学习任务三 18 变式2 [2026·福建厦门一中高二期末] 花样滑冰是技巧与艺术性相结合的一个冰 上运动项目,在音乐伴奏下,运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作,极具观赏 性.甲、乙两运动员以大小为 的速度沿同一直线相向运动.相遇时彼此用力 推对方,此后甲以大小为、乙以大小为 的速度向各自原方向的反方向 运动,推开时间极短,忽略冰面的摩擦,则甲、乙运动员的质量之比是( ) A. B. C. D. [解析] 以甲初速度方向为正方向,甲、乙推开的过程中,满足动量守恒定律,有 ,代入数据可得 ,故选D. √ 学习任务三 19 【要点总结】 动量守恒定律的五种性质： (1)矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式,要按矢量运算法则计算. (2)相对性： 系统中各物体在相互作用前、后的动量必须相对于同一惯性参考系. (3)条件性：动量守恒定律要满足动量守恒的条件. (4)同时性：系统中各物体动量在相互作用前、后为同一时刻的动量. (5)普适性：动量守恒定律不仅适用两体系统,也适用于多体系统;不仅适用于宏 观物体,也适用于微观粒子系统. 学习任务三 20 1.(对动量守恒条件的理解)(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( ) 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零，系统动量就守恒 C.系统加速度为零，系统动量一定守恒 D.只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒 [解析] 动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选 项A错误，B正确.系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可知，系统所受合外力 为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确.系统所受合外力不为零时，在某方 向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误. √ √ 随 堂 巩 固 21 2.(某方向上的动量守恒)(多选)如图所示,木块 静置于光滑的水平面上,其曲面部 分光滑,水平部分粗糙.现有一物体自点由静止下滑,设 足够长,则以 下说法正确的是( ) A.、最终以同一不为零的速度运动 B.、 最终速度均为零 C.木块先做加速运动,后做减速运动 D.木块 先做加速运动,后做匀速运动 √ √ 随 堂 巩 固 22 [解析] 对于木块和物体 组成的系统,由于在水平方向上不受外力,故系统在水平 方向上动量守恒,因系统初动量为零,故任一时刻、 在水平方向上的总动量均为 零,又因足够长,最终与速度相同,此速度为零,故A错误,B正确; 由静止到运动， 最终速度又为零，可知 先做加速运动，后做减速运动，故C正确，D错误. 随 堂 巩 固 23 3.(动量守恒定律的应用)[2026·山东广饶高二月考] 某火车机车以 的速度 驶向停在铁轨上的15节与机车相同的车厢,跟它们对接.机车跟第1节车厢相碰后, 它们连在一起具有一个共同的速度,紧接着又跟第2节车厢相碰,就这样,直至碰上 最后一节车厢.设机车和车厢的质量相等,则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度为 (铁轨的摩擦忽略不计)( ) A. B. C. D. [解析] 取机车和15节车厢整体为研究对象,由动量守恒定律得 ,解得 ,选项B正确. √ 随 堂 巩 固 24 课后习题 25 知识点一 对动量守恒条件的理解 1.如图所示，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与 车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平 底板间有摩擦.用力向右推动车厢，使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上 有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和 滑块组成的系统 ( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26 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，机械能守恒 D.动量不守恒，机械能不守恒 [解析] 撤去推力后，小车、弹簧、滑块组成的系统所受合外力为零，所以系统 动量守恒;由于滑块与车厢水平底板间有摩擦，小车与滑块相对运动的过程中会 产生热量，所以三者组成的系统机械能不守恒，B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 27 2.(多选)[2026·湖南长沙长郡梅溪湖中学高二月考] 以下四个图中，系统动量守 恒的是( ) 甲 乙 丙 丁 A.图甲：在光滑的水平面上，子弹射入木块的过程(子弹与木块为系统) B.图乙：剪断细线，弹簧恢复原长的过程(弹簧与木块为系统) C.图丙：木球与铁球通过细线连接，在水中匀速下降；细线断裂后，两球在水 中运动的过程，且木球尚未露出水面，铁球尚未沉至水底(木球与铁球为系统) D.图丁：木块沿光滑固定斜面，由静止下滑的过程(木块与固定斜面为系统) √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28 [解析] 在光滑的水平面上，子弹射入木块的过程，对子弹与木块构成的系统， 所受外力的合力为0，则系统动量守恒，故A正确；剪断细线，弹簧恢复原长的 过程，对弹簧与木块构成的系统，速度增大，动量增大，系统动量不守恒，故 B错误；木球与铁球通过细线连接，在水中匀速下降，重力与浮力平衡，细线 断裂后，两球在水中运动的过程，且木球尚未露出水面，铁球尚未沉至水底， 对木球与铁球构成的系统，所受外力的合力为0，则系统动量守恒，故C正确； 甲 乙 丙 丁 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 29 木块沿光滑固定斜面，由静止下滑的过程，木块匀加速下滑，斜面处于静止， 对木块与固定斜面构成的系统，所受外力的合力不为0，则系统动量不守恒，故 D错误. 甲 乙 丙 丁 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 30 知识点二 系统在某一方向上动量守恒 3.质量为的小车在光滑的水平地面上以速度 匀速运动，当车中的沙子从车底 部的小孔中不断流下时，车子速度将( ) A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定 [解析] 沙子和车组成的系统在水平方向上动量守恒，由于惯性，沙子刚落下时 具有与车相同的水平速度 ，由动量守恒定律知，车速不变，故B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 31 4.如图所示，质量为的小球在距离车底面高 处以一定的初速度向左平抛，落在以 的速度沿 光滑水平面向右匀速行驶的小车中，车底涂有一层油 A. B. C. D. [解析] 小球抛出后做平抛运动，根据动能定理得 ，解得 ，小球和车作用过程中系统的总动量不守恒，但在水平方向上动量 守恒，有，解得 ，选项B正确. 泥，车与油泥的总质量为 ，设小球刚要落到车底面前的瞬时速度是 ，取 ，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( ) √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 32 知识点三 动量守恒定律的基本应用 5.[2026·江苏常州金坛中学高二月考] 两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光 滑的水平冰面上.现在其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如 此反复几次之后，甲和乙最后的速率关系是( ) A.若甲最后接球，则一定是 B.若甲最先抛球，则一定是 C.若乙最后接球，则一定是 D.无论怎样抛球和接球，都是 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 33 [解析] 因系统动量守恒，故最终甲、乙动量大小必相等，谁最后接球谁的质量 中包含了球的质量，即质量大，根据动量守恒定律可得 ，因此 最终谁接球谁的速度小，故选A. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 34 6.质量相等的三个小球、、 ，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分 别与原来静止的、、三球发生碰撞，碰撞后球继续沿原方向运动， 球静 止，球沿反方向弹回，则碰撞后、、 三球中动量数值最大的是( ) 甲 乙 丙 A.球 B.球 C. 球 D.不能确定 [解析] 在小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒定律得 ，整理可得 ，取初速度方向为正方向，可得 出 球的动量数值是最大的，C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 35 7.一炮艇总质量为，以速度匀速行驶，从炮艇上以相对海岸的水平速度 沿 前进方向射出一质量为的炮弹，发射炮弹后炮艇的速度为 .若不计水的阻力， 则下列各关系式中正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 以海岸为参照物，发射炮弹过程中系统动量守恒，有 ，故A正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 36 8.[2025·河北衡水中学高二月考] 球的质量为，球的质量为 ，它们在光 滑的水平面上以相同的动量运动，在前，在后，发生正碰后， 球仍朝原方 向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比 为( ) A. B. C. D. [解析] 设碰前球的速率为，根据题意有，得碰前 ，碰 后，由动量守恒定律，有 ，解得 ，所以 ，故选D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37 9.悬绳下吊着一个质量为的沙袋，悬点到沙袋重心距离 .一 颗质量的子弹以 的水平速度射入沙袋，瞬间与沙袋达到 共同速度(不计悬绳质量，取 )，则此时悬绳的拉力为( ) A. B. C. D. [解析] 子弹打入沙袋的过程中，子弹和沙袋构成的系统在水平方向动量守恒， 由动量守恒定律得 ，得子弹与沙袋的共同速度 ，对子弹和沙袋，子弹射入沙袋瞬间，合力 提供向心力，有 ，得悬绳的拉力 ，故C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 38 10.如图所示是一个物理演示实验，图中自由下落的物体和 被反 弹后，能上升到比初位置高的地方. 是某种材料做成的有凹坑的 实心球，质量为 ，在其顶部的凹坑中插着质量为 的木棍， 只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之 间有小空隙.将此装置从下端离地板的高度为 处由静 A. B. C. D. 止释放，实验中，触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着 脱离 开始上升，而恰好停留在地板上，则反弹后上升的高度为(重力加速度 取 )( ) √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 39 [解析] 由题意可知，开始时、做自由落体运动，根据可得，、 的落地速度大小为，反弹后与碰撞为瞬时作用，、 组成的系统 在竖直方向上所受合力虽然不为零，但碰撞时间很短，系统的内力远大于外力， 所以动量近似守恒，取竖直向上为正方向，则有， 上 升的高度为，联立并代入数据解得 ，故选A. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 40 11.(10分)[2026·河北盐山中学高二月考] 下雨时，为什么蚊子不会被雨滴砸死？ 科学家研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是很快与雨滴融为一体， 随后迅速侧向微调与雨滴分离.已知蚊子的质量为 ，飘浮在空气中(速度为零)； 雨滴质量为，雨滴所受空气阻力与下落速度成正比，比例系数为 ，击中蚊 子前，雨滴已经匀速竖直下落，重力加速度为 ，蚊子与雨滴融为一体的时间为 ，蚊子重力不计.求： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 41 (1) (4分)蚊子与雨滴融为一体后，蚊子的速度大小 ； [答案] [解析] 击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，则有 蚊子与雨滴融为一体，有 解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 42 (2) (6分)蚊子与雨滴融为一体的过程中，蚊子受到的平均作用力 . [答案] [解析] 对蚊子由动量定理有 解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 43 12.(16分)[2026·陕西西安铁一中高二月考] 光滑冰面上固定一个足够大的光滑曲 面体，一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上.已知小球的质量为 ，小孩和冰车的总质量为 .某时刻小孩将小球以 的速度向曲面体推出(如图所示)，取 . 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 44 (1) (4分)求推出小球后，小孩的速度 的大小； [答案] [解析] 由题意可知，小球、小孩和冰车整个系统动量守恒，规定向左为正方向， 则 解得推出小球后，小孩的速度 的大小为 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 45 (2) (4分)小球返回后会被小孩抓住，求共同运动的速度 的大小； [答案] [解析] 对小球由能量守恒可知返回到水平面时小球速度大小不变；抓住小球过 程小球、小孩、冰车整个系统动量守恒，规定向右为正方向，有 解得共同运动的速度 的大小为 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 46 (3) (8分)求小球被抓住过程中所受到的冲量 . [答案] ，方向水平向左 [解析] 规定向左为正方向，由动量定理可得，小球所受冲量 解得 方向水平向左 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 47 $