人教版高中物理選擇性必修1第1章第3節(jié)動量守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)

課題動量守恒定律單元1學(xué)科物理年級高二

動量守恒定律既適用于宏觀世界，也適用于微觀世界;既適用于低速運(yùn)動，又適用于高

速運(yùn)動。它是適用范圍比牛頓運(yùn)動定律更廣的一-條普遍規(guī)律。本節(jié)根據(jù)牛頓第三定律和動

量定理推導(dǎo)得出:不受外力(或所受合外力為0)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的過程中，系統(tǒng)

教材的總動量于恒。建立在牛頓第三定律及動量定理基礎(chǔ)上的理論推導(dǎo)和本章第1節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究

分析相結(jié)合，有利于幫助學(xué)生更好地理解動量守恒定律，深化對物體之間相互作用規(guī)律的理解。

動量守恒定律既是本章的核心內(nèi)容，也是整個高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容。

本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是理解動量守恒定律的內(nèi)容和適用條件，掌握運(yùn)用動量守恒定律解決問

題的步驟，并能應(yīng)用動量守恒定律解決相關(guān)的問題。

教學(xué)目標(biāo)：

(1)能運(yùn)用動量定理和牛頓第三定律分析碰撞現(xiàn)象中的動量變化。

(2)在了解系統(tǒng)、內(nèi)力和外力的基礎(chǔ)上，理解動量守恒定律。

(3)能夠運(yùn)用動量守恒定律分析生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。

(4)了解動量守恒定律的普遍適用性和牛頓運(yùn)動定律適用范圍的局限性。

教學(xué)

核心素養(yǎng)：

目標(biāo)

與核物理觀念：通過學(xué)習(xí)理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念。

心素科學(xué)思維：通過理論推導(dǎo)掌握動量守恒定律的確切含義和表達(dá)式，知道動量守恒定律的

養(yǎng)

適用條件。

科學(xué)探究：通過實(shí)例分析，了解動量守恒定律的普遍適用性，會初步利用動量守恒定律

解決實(shí)際問題。

科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過對動量守恒定律的推導(dǎo)和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真探究、刻苦專研

的科學(xué)精神。

重點(diǎn)通過理論推導(dǎo)掌握動量守恒定律的確切含義和表達(dá)式，知道動量守恒定律的適用條件。

難點(diǎn)通過實(shí)例分析，了解動量守恒定律的普遍適用性，會初步利用動量守恒定律解決實(shí)際問

題。

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入新課第一節(jié)中我們通過分析一輛運(yùn)動的小車碰撞

一輛靜止的小車，得出碰撞前后兩小車的動量之和思考問提出問題，

不變的結(jié)論。對于冰壺等物體的碰撞也是這樣的題，討論如何引出新課。

嗎?怎樣證明這一結(jié)論呢?這是一個普遍的規(guī)律嗎?證明碰撞中的

普遍規(guī)律。

講授新課一、系統(tǒng)內(nèi)力和外力

通過明確引出系統(tǒng)、

碰碰撞情景，內(nèi)力和外力的概

明確系統(tǒng)、內(nèi)念，為下一步學(xué)

力、外力的概習(xí)動量守恒定律

1.系統(tǒng)：有相互作用的兩個（或兩個以上）物念。的推導(dǎo)做鋪墊。

體構(gòu)成一個系統(tǒng)

2.內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互

作用力

3.外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力

思考：

(1)碰撞過程中兩個小球受力情況如何？思考討論

(2)寫出兩小球速度的變化量，動量的變化量及碰撞過程中的

各自的沖量；受力情況。通過提出問

(3)結(jié)合牛頓運(yùn)動定律和動量定理，請你推導(dǎo)出題，引導(dǎo)學(xué)生思

一個最終的表達(dá)式?？加懻?，進(jìn)而推

二、動量守恒定律——理論推導(dǎo)1：牛頓運(yùn)動導(dǎo)出動量守恒定

定律律的表達(dá)式。

二、動量守恒定律——理論推導(dǎo)2：動量定理

分別用動

量定理和牛頓

第二定律總結(jié)

推導(dǎo)。

三、動量守恒定律

1、內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受

簡述動量學(xué)生總結(jié)出

外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。

守恒定律的內(nèi)動量守恒定律的

這就是動量守恒定律。

容。內(nèi)容，明確動量

2、表達(dá)式

守恒定律的適用

條件。

3、適用條件

(1)系統(tǒng)不受外力；(理想條件)

(2)系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實(shí)際

條件)

(3)系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大

于外力，外力相對來說可以忽略不計(jì)，因而系統(tǒng)動

量近似守恒；(近似條件）

(4)系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何

一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，

則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒.(單向條件)

思考

A、B兩輛小車之間連接一根被壓縮了的彈簧

后用細(xì)線栓住，現(xiàn)燒斷細(xì)線。

若地面光滑，則燒斷細(xì)線后，系統(tǒng)動量是否守利用動量

恒？守恒定律思考提出思考

問題。題，讓學(xué)生學(xué)以

致用，利用新知

注意識解決實(shí)際問

1.確定研究對象(系統(tǒng)),區(qū)分內(nèi)力和外力.從而題。

判斷所選擇的系統(tǒng)動量是否守恒。

2.在系統(tǒng)總動量一定(守恒)的情況下,系統(tǒng)中每

個物體的動量可以發(fā)生很大的變化。

應(yīng)用動量守恒定律的注意點(diǎn)

(1)系統(tǒng)性：動量守恒定律是對一個系統(tǒng)而言

的，具有系統(tǒng)的整體性，而對物體系統(tǒng)的一部分，

動量守恒定律不一定適用。學(xué)習(xí)掌握

(2)矢量性：選取正方向，與正方向同向的為正，動量守恒的特

與正方向反向的為負(fù)，方向未知的，設(shè)與正方向同點(diǎn)。

向，結(jié)果為正時(shí)，方向即于正方向相同，否則，與

正方向相反。

(3)瞬(同)時(shí)性:動量是一個瞬時(shí)量，動量守

恒是指系統(tǒng)任意時(shí)刻動量守恒。方程左邊是作用前

某一時(shí)刻各物體的動量的和，方程右邊是作用后某

時(shí)刻系統(tǒng)各物體動量的和。不是同一時(shí)刻的動量不

能相加。

(4)相對性：由于動量的大小與參照系的選擇有

關(guān)，因此在應(yīng)用動量守恒定律時(shí)，應(yīng)注意各物體的

速度必須是相對同一參照物的。

(5)普適性：是一個獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,它適用于目

前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。

4

例題1：在列車編組站里，一輛m1=1.8×10

kg的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運(yùn)

4

動，碰上一輛m2=2.2×10kg的靜止貨車，

它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動，求貨車碰撞后的完成課本

運(yùn)動速度。例題。通過課本例

題，總結(jié)動量守

恒定律的應(yīng)用方

法。

①本題中相互作用的系統(tǒng)是什么？

②分析系統(tǒng)受到哪幾個外力的作用？是否符

合動量守恒的條件？

③本題中研究的是哪一個過程？該過程的

初狀態(tài)和末狀態(tài)分別是什么？

解析：沿碰撞前貨車運(yùn)動的方向建立坐標(biāo)軸，

有v1=2m/s，設(shè)兩車結(jié)合后的速度為v。

兩車碰撞前的總動量為：

pm1v1

兩車碰撞后的總動量為：

p'(m1m2)v

由動量守恒定律可得：

m1v1(m1m2)v

mv

所以v11，代入數(shù)據(jù)得v=0.9m/s。

m1m2

例題2：一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)量為m，

在某點(diǎn)的速度為v，方向水平，燃料即將耗盡?；?/p>

箭在該點(diǎn)突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為m1的一塊

沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后

另一塊的速度v2。

火箭炸裂前的總動量為pmv

炸裂后的總動量為'

pm1v1(mm1)v2

根據(jù)動量守恒定律可得：

mvm1v1(mm1)v2

mvmv

解出v11。

mm1

若m=10kg,m1=4kg;v的大小為900m/s,v1的大

小為300m/s，則v2的大小為多少？

代入數(shù)據(jù)解得v2=1700m/s

應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟和方法

⑴分析題意，確定研究對象；

⑵分析作為研究對象的系統(tǒng)內(nèi)各物體的受力

情況，分清內(nèi)力與外力,確定系統(tǒng)動量是否守恒；

⑶在確認(rèn)動量守恒的前提下，確定所研究的相通過例

互作用過程的始末狀態(tài)，規(guī)定正方向，確定始、末題，總結(jié)利用

狀態(tài)的動量值的表達(dá)式；動量守恒定律

⑷列動量守恒方程；解決實(shí)際問題

⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正負(fù)，的方法和步

以確定它的方向.驟。

課堂練習(xí)1、兩個磁性很強(qiáng)的磁鐵，分別固定

在甲、乙兩輛小車上，甲車的總質(zhì)量為4kg，乙車

的總質(zhì)量為2kg。甲、乙兩輛小車放在光滑的水平完成課堂

面上，它們相向運(yùn)動，甲車的速度是5m/s，方向水練習(xí)。

平向右；乙車的速度是3m/s,方向水平向左。由于通過課堂練

兩車上同性磁極的相互排斥，某時(shí)刻乙車向右以習(xí)，鞏固基礎(chǔ)知

8m/s的水平速度運(yùn)動，求此時(shí)甲車的速度？識。

以水平向右方向?yàn)檎较?/p>

v1=5m/s,v2=-3m/s,v2′=8m/s

根據(jù)動量守恒定律：

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

解得：v1′=-0.5m/s

負(fù)號表示甲車的速度方向水平向左

課堂練習(xí)2、一輛平板車停止在光滑水平面

上，車上一人用大錘敲打車的左端，如下圖所示，

在錘的連續(xù)敲打下，這輛平板車將()

A、左右來回運(yùn)動

B、向左運(yùn)動

C、向右運(yùn)動

D、靜止不動

解析：對人、鐵錘和平板車組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)

外力之和為0，系統(tǒng)總動量守恒。

當(dāng)錘頭打下去時(shí)，錘頭向右運(yùn)動，車就向左運(yùn)

動；

舉起錘頭，錘頭向左運(yùn)動，車就向右運(yùn)動；

連續(xù)敲擊時(shí)，車就左右運(yùn)動；一旦錘頭不動，

車就會停下。

答案：A

動量守恒定律的普適性

1、動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài),與

過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。

2、動量守恒定律不僅適用于宏觀、低速問題，

而且適用于高速、微觀的問題。

3、動量守恒定律是一個獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,它適

用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。進(jìn)一步思

思考討論：如圖所示，一個質(zhì)量是0.2kg的鋼考討論問題。

球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入通過思考與

射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度討論，明確動量

也是45°,速度仍為2m/s。請你用作圖的方法求出守恒定律的矢量

鋼球動量變化的大小和方向。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、車廂長度為l，質(zhì)量為m1，靜止于光滑的

水平面上。車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m2的物體以初速度完成拓展通過完成練

v0向右運(yùn)動，與車廂來回碰撞n次后靜止于車廂內(nèi)，提高練習(xí)題。習(xí)，鞏固基礎(chǔ)知

這時(shí)車廂的速度為（）識。

A.v0，水平向右

B.0

C.m2v0/(m1+m2)

D.m2v0/(m1-m2)

答案