人教版高中物理选择性必修1第1章第3节动量守恒定律教学设计

人教版高中物理选择性必修1第1章第3节动量守恒定律教学设计

课题动量守恒定律单元1学科物理年级高二

动量守恒定律既适用于宏观世界，也适用于微观世界;既适用于低速运动，又适用于高

速运动。它是适用范围比牛顿运动定律更广的一-条普遍规律。本节根据牛顿第三定律和动

量定理推导得出:不受外力(或所受合外力为0)的系统，在系统内部相互作用的过程中，系统

教材的总动量于恒。建立在牛顿第三定律及动量定理基础上的理论推导和本章第1节的实验探究

分析相结合，有利于帮助学生更好地理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解。

动量守恒定律既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。

本节的教学重点是理解动量守恒定律的内容和适用条件，掌握运用动量守恒定律解决问

题的步骤，并能应用动量守恒定律解决相关的问题。

教学目标：

(1)能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。

(2)在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。

(3)能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。

(4)了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。

教学

核心素养：

目标

与核物理观念：通过学习理解系统、内力、外力的概念。

心素科学思维：通过理论推导掌握动量守恒定律的确切含义和表达式，知道动量守恒定律的

养

适用条件。

科学探究：通过实例分析，了解动量守恒定律的普遍适用性，会初步利用动量守恒定律

解决实际问题。

科学态度与价值观：通过对动量守恒定律的推导和应用，培养学生认真探究、刻苦专研

的科学精神。

重点通过理论推导掌握动量守恒定律的确切含义和表达式，知道动量守恒定律的适用条件。

难点通过实例分析，了解动量守恒定律的普遍适用性，会初步利用动量守恒定律解决实际问

题。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课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思考问提出问题，

不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样的题，讨论如何引出新课。

吗?怎样证明这一结论呢?这是一个普遍的规律吗?证明碰撞中的

普遍规律。

讲授新课一、系统内力和外力

通过明确引出系统、

碰碰撞情景，内力和外力的概

明确系统、内念，为下一步学

力、外力的概习动量守恒定律

1.系统：有相互作用的两个（或两个以上）物念。的推导做铺垫。

体构成一个系统

2.内力：系统中相互作用的各物体之间的相互

作用力

3.外力：外部其他物体对系统的作用力

思考：

(1)碰撞过程中两个小球受力情况如何？思考讨论

(2)写出两小球速度的变化量，动量的变化量及碰撞过程中的

各自的冲量；受力情况。通过提出问

(3)结合牛顿运动定律和动量定理，请你推导出题，引导学生思

一个最终的表达式。考讨论，进而推

二、动量守恒定律——理论推导1：牛顿运动导出动量守恒定

定律律的表达式。

二、动量守恒定律——理论推导2：动量定理

分别用动

量定理和牛顿

第二定律总结

推导。

三、动量守恒定律

1、内容：如果一个系统不受外力，或者所受

简述动量学生总结出

外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。

守恒定律的内动量守恒定律的

这就是动量守恒定律。

容。内容，明确动量

2、表达式

守恒定律的适用

条件。

3、适用条件

(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，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）

(4)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，

则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)

思考

A、B两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧

后用细线栓住，现烧断细线。

若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守利用动量

恒？守恒定律思考提出思考

问题。题，让学生学以

致用，利用新知

注意识解决实际问

1.确定研究对象(系统),区分内力和外力.从而题。

判断所选择的系统动量是否守恒。

2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每

个物体的动量可以发生很大的变化。

应用动量守恒定律的注意点

(1)系统性：动量守恒定律是对一个系统而言

的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，

动量守恒定律不一定适用。学习掌握

(2)矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，动量守恒的特

与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同点。

向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与

正方向相反。

(3)瞬(同)时性:动量是一个瞬时量，动量守

恒是指系统任意时刻动量守恒。方程左边是作用前

某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某

时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不

能相加。

(4)相对性：由于动量的大小与参照系的选择有

关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的

速度必须是相对同一参照物的。

(5)普适性：是一个独立的实验规律,它适用于目

前为止物理学研究的一切领域。

4

例题1：在列车编组站里，一辆m1=1.8×10

kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运

4

动，碰上一辆m2=2.2×10kg的静止货车，

它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的完成课本

运动速度。例题。通过课本例

题，总结动量守

恒定律的应用方

法。

①本题中相互作用的系统是什么？

②分析系统受到哪几个外力的作用？是否符

合动量守恒的条件？

③本题中研究的是哪一个过程？该过程的

初状态和末状态分别是什么？

解析：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，

有v1=2m/s，设两车结合后的速度为v。

两车碰撞前的总动量为：

pm1v1

两车碰撞后的总动量为：

p'(m1m2)v

由动量守恒定律可得：

m1v1(m1m2)v

mv

所以v11，代入数据得v=0.9m/s。

m1m2

例题2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，

在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火

箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块

沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后

另一块的速度v2。

火箭炸裂前的总动量为pmv

炸裂后的总动量为'

pm1v1(mm1)v2

根据动量守恒定律可得：

mvm1v1(mm1)v2

mvmv

解出v11。

mm1

若m=10kg,m1=4kg;v的大小为900m/s,v1的大

小为300m/s，则v2的大小为多少？

代入数据解得v2=1700m/s

应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法

⑴分析题意，确定研究对象；

⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力

情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；

⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相通过例

互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末题，总结利用

状态的动量值的表达式；动量守恒定律

⑷列动量守恒方程；解决实际问题

⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，的方法和步

以确定它的方向.骤。

课堂练习1、两个磁性很强的磁铁，分别固定

在甲、乙两辆小车上，甲车的总质量为4kg，乙车

的总质量为2kg。甲、乙两辆小车放在光滑的水平完成课堂

面上，它们相向运动，甲车的速度是5m/s，方向水练习。

平向右；乙车的速度是3m/s,方向水平向左。由于通过课堂练

两车上同性磁极的相互排斥，某时刻乙车向右以习，巩固基础知

8m/s的水平速度运动，求此时甲车的速度？识。

以水平向右方向为正方向

v1=5m/s,v2=-3m/s,v2´=8m/s

根据动量守恒定律：

m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´

解得：v1´=-0.5m/s

负号表示甲车的速度方向水平向左

课堂练习2、一辆平板车停止在光滑水平面

上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，

在锤的连续敲打下，这辆平板车将()

A、左右来回运动

B、向左运动

C、向右运动

D、静止不动

解析：对人、铁锤和平板车组成的系统，系统

外力之和为0，系统总动量守恒。

当锤头打下去时，锤头向右运动，车就向左运

动；

举起锤头，锤头向左运动，车就向右运动；

连续敲击时，车就左右运动；一旦锤头不动，

车就会停下。

答案：A

动量守恒定律的普适性

1、动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与

过程中力的细节无关。

2、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，

而且适用于高速、微观的问题。

3、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适

用于目前为止物理学研究的一切领域。进一步思

思考讨论：如图所示，一个质量是0.2kg的钢考讨论问题。

球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入通过思考与

射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度讨论，明确动量

也是45°,速度仍为2m/s。请你用作图的方法求出守恒定律的矢量

钢球动量变化的大小和方向。性。

p'=mv‘=0.2×2=0.4kg·m/s

p=mv=0.2×2=0.4kg·m/s

Δp=mv=2p=0.57kgm/s

拓展提高1、车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的

水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度完成拓展通过完成练

v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，提高练习题。习，巩固基础知

这时车厢的速度为（）识。

A.v0，水平向右

B.0

C.m2v0/(m1+m2)

D.m2v0/(m1-m2)

答案