2023-2024学年人教版选择性必修第一册 1-3 动量守恒定律 学案.docx

3动量守恒定律学习目标1会根据动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律(重点)。2.知道系统、内力、外力的概念。3.理解并掌握动量守恒定律的内容、公式及成立条件(重点)。4.能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释相关现象并解决相关问题(重难点)。一、动量守恒定律的理解相互作用的两个物体的动量改变如图所示，在光滑水平桌面上沿同一方向做匀速运动的两个物体，质量为的B物体追上质量为醇的A物体，并发生碰撞，设A、B两物体碰前速度分别为劭、v2(v2>),碰后速度分别为、g',碰撞时间很短，设为4。设B对A的作用力是B,A对B的作用力是F20BA请用所学知识证明碰撞前后两物体总动量之和相等。知识梳理1 .系统、内力与外力(1)系统：相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。(2)内力：物体间的作用力。(3)外力：系统的物体施加给系统内物体的力。2 .动量守恒定律(1)内容：如果一个系统,或者,这个系统的总动量保持不变。(2)表达式：w+m2V2=(作用前后总动量相等)。(3)适用条件：系统或者所受外力的。(4)普适性：动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速(接近光速)物体。既适用于宏观领域，也适用于领域。思考与讨论光滑的地面上，A、B两完全相同的小车用一根轻弹簧相连。用手缓慢向中间推两小车使弹簧压缩。当A、B两小车同时释放后：AB一二=/：TX=zzz/zzzzzzzzz/z/zz/zz/zzz/z/zzz/zz/z两辆小车分别向左、向右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？辨析（1）一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。（）（2）水平面上两个做匀速直线运动的物体发生碰撞瞬间，两个物体组成的系统动量守恒。（）（3）系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零。（）（4）只要系统内存在摩擦力，动量就一定不守恒。（）【例1】下图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）雀IM1在光滑水平面上子弹水平射入木块的过程中甲剪断细线,压缩的轻弹费恢复原长的过程中乙蜘两麻为施手触细线断裂后,它们在水中运动的过程中丙木块沿光滑固定斜面由静止滑卜.的过程中A.只有甲和乙C.只有甲和丙B.只有丙和JD.只有乙和J针对训练（2023.江苏盐城市高二期末）“天宫课堂”授课时，航天员叶光富在中国空间站尝试太空转身。某次尝试时他把上半身向左运动，下半身将会向哪一侧运动（）A.向前B.向后C.向右D向左总结提升系统动量是否守恒的判定方法1 .选定研究对象及研究过程，分清外力与内力。2 .分析系统受到的外力矢量和是否为零，若外力矢量和为零，则系统动量守恒：若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。3 .除了利用动量守恒条件判定外，还可以通过实际过程中系统各物体各方向上总动量是否保持不变来进行直观的判定。【例2】（2023江苏马坝高中高二期中）如图所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是(),7.A.男孩与小车组成的系统动量守恒B.男孩与木箱组成的系统动量守恒C.小车与木箱组成的系统动量守恒D.男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒总结提升动量守恒定律的研究对象是系统。研究多个物体组成的系统时，应合理选择系统，分清内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件。二、动量守恒定律的基本应用动量守恒的条件(1)理想条件：系统不受外力。(2)实际条件：系统受合外力为零。(3)近似条件：系统内力远大于外力，即外力可以忽略。例如在两物体碰撞，炮弹、火箭等突然炸裂过程等可用动量守恒来解释。【例31(2023江苏镇江市实脸高级中学高二期中)如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端。当两人同时相向运动时()A.若小车不动，两人速率一定相等B.若小车向左运动，A的动量一定比B的小C.若小车向左运动，A的动量一定比B的大D.若小车向右运动，A的动量一定比B的大【例4】如图所示，A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上，A以3m/s的速率向右运动，B以1m/s的速率向左运动，发生碰撞后，试分析：(1)若A、B两小球都以2m/s的速率向右运动，A、B的质量满足什么关系？AQQB(2)若A、B两小球都以2m/s的速率反弹，A、B质量满足什么关系？【例5】一枚在空中飞行的火箭质量为处在某时刻的速度大小为方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m的一块沿着与V相反的方向飞去，速度大小为劭。求炸裂后瞬间另一块的速度。2。总结提升用动量守恒定律解题的步骤明确研究对象，确定系统的组成U-研究过程并受力分析，确定动量是否守恒U规定正方向，确定初、末动量U-根据动量守恒定律，建立守恒方程U一代入数据，求出结果并讨论说明3动量守恒定律学习目标1.会根据动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律(重点)。2.知道系统、内力、外力的概念。3.理解并掌握动量守恒定律的内容、公式及成立条件(重点)。4.能在具体问题中判断动量是否守恒，能熟练运用动量守恒定律解释相关现象并解决相关问题(重难点)。一、动量守恒定律的理解相互作用的两个物体的动量改变如图所示，在光滑水平桌面上沿同一方向做匀速运动的两个物体，质量为加2的B物体追上质量为孙的A物体，并发生碰撞，设A、B两物体碰前速度分别为s、v2(v2>v)f碰后速度分别为、，碰撞时间很短，设为4。设B对A的作用力是Q,A对B的作用力是F2OBA请用所学知识证明碰撞前后两物体总动量之和相等。答案根据动量定理：对A：Ft=mV,对B：Fzt=miU2,一阳2也由牛顿第三定律得Q=一尸2由得两物体总动量关系为：W1Vz+62。2'=WZH1+旭2。2。知识梳理1系统、内力与外力(1)系统：两个(或多个)相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统,简称系统。(2)内力：系统中物体间的作用力O(3)外力：系统以处的物体施加给系统内物体的力。2.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受这个系统的总动量保持不变。(2)表达式：+M292=W10'+，"202(作用前后总动量相等)。(3)适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。(4)普适性：动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速(接近光速)物体。既适用于宏观领域，也适用于微观领域。思考与讨论光滑的地面上，A、B两完全相同的小车用一根轻弹簧相连。用手缓慢向中间推两小车使弹簧压缩。当A、B两小车同时释放后：AB/Tzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz两辆小车分别向左、向右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？答案两辆小车分别向左、向右运动，它们同时获得了动量，但两辆小车的动量的方向相反,动量的矢量和仍然为0,故系统的总动量没有增加。辨析(1)一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。(×)水平面上两个做匀速直线运动的物体发生碰撞瞬间，两个物体组成的系统动量守恒。(J)(3)系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零。()(4)只要系统内存在摩擦力，动量就一定不守恒.(×)【例1】下图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是()在光滑水平面上子弹水剪断细线,压缩的轻弹平射入木块的过程中甲费恢复原长的过程中乙两球匀速下降,细线断裂后,它们在水中运动的过程中丙木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中A.只有甲和乙C.只有甲和丙答案CB.只有丙和丁D.只有乙和丁解析题图甲中，在光滑水平面上，子弹水平射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒。题图丙中两球匀速下降，说明两球组成的系统在竖直方向上所受的合外力为零，细线断裂后，两球组成的系统动量守恒，它们在水中运动的过程中，两球整体受力情况不变，遵循动量守恒定律。题图乙中系统受到墙的弹力作用，题图丁中斜面是固定的，题图乙、丁所示过程系统所受合外力不为零，动量不守恒，故只有甲、丙系统动量守恒，即C正确。针对训练(2023江苏盐城市高二期末)“天宫课堂”授课时，航天员叶光富在中国空间站尝试太空转身。某次尝试时他把上半身向左运动，下半身将会向哪一侧运动()A.向前B.向后C.向右D向左答案C解析叶光富在中国空间站可近似认为所受合力为0,根据动量守恒，转身时，上半身向左运动时，上半身有向左的动量，则他的下半身会具有向右的动量，这样总动量才能守恒，故下半身会向右运动，故C正确。总结提升系统动量是否守恒的判定方法1 .选定研究对象及研究过程，分清外力与内力。2 .分析系统受到的外力矢量和是否为零，若外力矢量和为零，则系统动量守恒；若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。3 .除了利用动量守恒条件判定外，还可以通过实际过程中系统各物体各方向上总动量是否保持不变来进行直观的判定。【例2】(2023江苏马坝高中高二期中)如图所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是()VZzZ,ZZZZZzA.男孩与小车组成的系统动量守恒B.男孩与木箱组成的系统动量守恒C.小车与木箱组成的系统动量守恒D.男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒答案D解析在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故D正确。总结提升动量守恒定律的研究对象是系统。研究多个物体组成的系统时，应合理选择系统，分清内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件。二、动量守恒定律的基本应用动量守恒的条件(1)理想条件：系统不受外力。(2)实际条件：系统受合外力为零。(3)近似条件：系统内力远大于外力，即外力可以忽略。例如在两物体碰撞，炮弹、火箭等突然炸裂过程等可用动量守恒来解释。【例31(2023江苏镇江市实脸高级中学高二期中)如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端。当两人同时相向运动时()A.若小车不动，两人速率一定相等B.若小车向左运动，A的动量一定比B的小C.若小车向左运动，A的动量一定比B的大D.若小车向右运动，A的动量一定比B的大答案C解析A、B两人及小车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：/"a0a+血b0b+"?车=0,若小车不动，则/"a0a+"ZbUb=O,由于不知道A、B质量的关系，所以两人速率不一定相等，故A错误；若小车向左运动，则A、B的动量和方向必须向右，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的大，故B错误，C正确；若小车向右运动，则A、B的动量和方向必须向左，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的小，故D错误。【例41如图所示，A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上，A以3m/s的速率向右运动，B以1m/s的速率向左运动，发生碰撞后，试分析：