人教版高二物理选修3-5第十六章第三节《动量守恒定律》学案
高二物理选修3-5-全套教案
第一章动量守恒研究新课标要求（1）探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞；（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题，知道动量守恒定律的普遍意义；例1：火箭的发射利用了反冲现象。
例2：收集资料，了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能：知道动量定理的适用条件和适用范围；2、过程与方法：在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量；3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点：动量的变化。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。
1、动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。
记为p=mv 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点：①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。
大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。
②矢量性：动量的方向与速度方向一致。
综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。
（2）动量的变化量：1、定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出：动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 矢量差例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？2、动量定理（1）内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化（2）公式：Ft ＝m'v－mv ＝'p－p让学生来分析此公式中各量的意义：其中F是物体所受合外力，mv是初动量，m'v是末动量，t是物体从初动量变化到末动量所需时间，也是合外力F作用的时间。
人教版高中物理选修3-5教学案：第十六章 第3节 动量守恒定律 -含答案
第3节动量守恒定律1．相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统，系统内部物体间的力叫内力。
2．系统以外的物体施加的力，叫外力。
3．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。
一、系统内力和外力1．系统：相互作用的两个或多个物体组成的整体。
2．内力：系统内部物体间的相互作用力。
3．外力：系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
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零，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：p1＋p2＝p1′＋p2′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。
3．适用条件：系统不受外力或者所受外力矢量和为零。
4．普适性：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。
1．自主思考——判一判(1)如果系统的机械能守恒，则动量也一定守恒。
(×)(2)只要系统内存在摩擦力，动量就不可能守恒。
(×)(3)只要系统受到的外力做的功为零，动量就守恒。
(×)(4)只要系统所受到合外力的冲量为零，动量就守恒。
(√)(5)系统加速度为零，动量不一定守恒。
(×)2．合作探究——议一议(1)如果在公路上有三辆汽车发生了追尾事故，将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力，还是外力？如果将后面两辆汽车看作一个系统呢？提示：内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。
如果将前面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看作一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力，是内力。
(2)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样？提示：动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广。
江西省宜春市宜春中学高中物理 第16章 动量守恒定律导学案3 新人教版选修3-5
江西省宜春市宜春中学高中物理 第16章 动量守恒定律导学案3 新人教版选修3-5知识要点：1. 掌握运用动量守恒定律的一般步骤2. 知道运用动量守恒定律解决临界问题，3. 并能分析物理过程,确定临界状态,挖掘隐含条件。
【预习导航 】1. 如图所示，与轻弹簧相连的物体A 停放在光滑的水平面上。
物体B 沿水平方向向右运动，跟与A 相连的轻弹簧相碰。
在B 跟弹簧相碰后，对于A 、B 和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ） A ．弹簧压缩量最大时，A 、B 的速度相同 B ．弹簧压缩量最大时，A 、B 的动能之和最小C ．弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小D ．物体A 的速度最大时，弹簧的弹性势能为零2.如图所示，质量m 1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5 m,现有质量m 2=0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0=2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。
物块与车面间的动摩擦因数 =0.5,取g=10 m/s 2，求（1）物块在车面上滑行的时间t;（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v ′不超过多少。
【自主学习 】1.如图所示，将两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s,乙车速度大小为2 m/s ，相向运动并在同一条直线上，当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？若两车不相碰，试求出两车距离最短时，乙车速度为多少?2. 如图所示，两个质量都为M 的木块A 、B 用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m 的子弹以速度v 射向A 块并嵌在其中，求弹簧被压缩后的最大弹性势能。
【合作探究 】1.甲乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量共为M ＝30 kg ，乙和他乘的冰车质量也是30 kg （图5－2－14）.游戏时，甲推着一个质量为m =15 kg 的箱子，和他一起以大小为v 0=2.0 m/s 的速度滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞？2. 如图在光滑的水平台上静止着一块长50厘米，质量为1千克的木板，板的左端静止着一块质量为1千克的小铜块(可视为质点)，一颗质量为10克的子弹以200米/秒的速度射向铜块，碰后以100米/秒速度弹回。
高中物理人教版选修35第十六章动量守恒定律教案
第十六章动量守恒定律本章课程标准：（1）探究物体弹性碰撞的一些特点。
知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律。
能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。
知道动量守恒定律的普遍意义。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。
——劳厄第1节实验探究碰撞中的不变量学习目标1、了解生产、生活中的碰撞现象。
2、经历两个物体碰撞前后会不会有什么物理量保持不变的猜想过程。
3、通过实验探究，经历寻找碰撞中“不变量”的过程，领会实验的基本思路，感悟自然界的和谐与统一。
4、提升实验技能，特别是数据采集和分析的能力。
问题的提出:举例说明生活中的各种碰撞现象。
演示小球的碰撞。
（1）一动碰一静：（2）……发现：碰撞前后速度变化，质量不同时，速度变化也不一样。
提出问题：碰撞前后会不会有什么物理量是保持不变的呢？按照一贯的思路，从简单到复杂，我们从研究最简单的碰撞开始我们的探究之路：一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿这条运动。
猜想：（1）与物体运动相关的物理量有哪些？速度是矢量，实验中如何表达其方向？（2）碰撞前后哪个物理量可能是不变的？列举可能性：实验设计：碰撞有很多情形，我们需要将猜想的可能性放到各种碰撞情形下去验证，得出的结论才具有说服力。
根据猜想，需要测量的物理量有：____________________________________需要解决的三个问题：（1）如何保证一维碰撞？（2）怎样测量碰撞前后的速度？（3）如何制造多种碰撞情形？实验方案分析：采用课本P4，“参考案例一”。
（1）利用气垫导轨保证一维碰撞。
（2）利用光电计时装置，测量时间，计算速度。
（3）改变两滑块的初速度和滑块间的接触部分，实现多种情形的碰撞。
人教版高中物理选修3-516.3动量守恒定律教学设计
- 分发习题纸，让学生独立完成相关的习题。
- 对学生的练习进行点评和指导，帮助学生巩固对动量守恒定律的理解。
- 针对学生的困难点进行讲解和辅导，确保学生能够掌握动量守恒定律的应用。
- 对本节课的学习内容进行总结，强调动量守恒定律的重要性和应用范围。
- 鼓励学生在课后继续深入学习和探索动量守恒定律的相关知识。
学情分析
在进入高中物理选修3-5 16.3动量守恒定律的学习之前，学生们已经掌握了动量的概念和计算方法，具备了一定的物理逻辑思维能力。然而，对于动量守恒定律的深层含义和应用，部分学生可能还存在理解上的困难。
在知识层面，大部分学生已经能够理解质量和速度对动量的决定作用，但将其应用于复杂情境中，如多个物体相互作用的情况，他们可能会感到困惑。在能力层面，学生们在实验操作和数据处理方面具备一定的基础，但动量守恒定律的实际应用训练相对较少。
3. 综合评价：
通过这些评价方式，我可以全面了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决，帮助学生更好地理解和掌握动量守恒定律。同时，我也会根据学生的评价结果，调整教学方法和策略，以提高教学效果，促进学生的学习进步。
板书设计
1. 本文重点知识点：
- 动量守恒定律的定义
- 动量守恒的条件
- 动量守恒定律的应用
- 实验教学
- 多媒体演示
- 小组讨论
- 互动提问
- 习题训练
这些资源的整合将有助于提高教学效果，使学生能够从不同角度理解和掌握动量守恒定律。
教学过程
课前准备：
- 确认学生已经掌握了动量的概念和计算方法。
- 准备好实验室设备，确保动量守恒实验装置的正常运行。
- 准备动量守恒定律教学视频和动画演示，以便在课堂上进行多媒体演示。
高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律素材选修3-5教案[5篇范例]
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高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律素材选修3-5教案[5篇范例]第一篇：高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律素材选修3-5教案3动量守恒定律动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代物理学中的三大基本守恒定律。
最初它们是牛顿定律的推论，但后来发现它们的适用范围远远广于牛顿定律，是比牛顿定律更基础的物理规律，是时空性质的反映。
其中，动量守恒定律由空间平移不变性推出，能量守恒定律由时间平移不变性推出，而角动量守恒定律则由空间的旋转对称性推出。
定律特点矢量性动量是矢量。
动量守恒定律的方程是一个矢量方程。
通常规定正方向后，能确定方向的物理量一律将方向表示为“+”或“-”，物理量中只代入大小：不能确定方向的物理量可以用字母表示，若计算结果为“+”，则说明其方向与规定的正方向相同，若计算结果为“-”，则说明其方向与规定的正方向相反。
瞬时性动量是一个瞬时量，动量守恒定律指的是系统任一瞬间的动量和恒定。
因此，列出的动量守恒定律表达式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…，其中v1，v2…都是作用前同一时刻的瞬时速度，v1ˊ，v2ˊ都是作用后同一时刻的瞬时速度。
只要系统满足动量守恒定律的条件，在相互作用过程的任何一个瞬间，系统的总动量都守恒。
在具体问题中，可根据任何两个瞬间系统内各物体的动量，列出动量守恒表达式。
相对性物体的动量与参考系的选择有关。
通常，取地面为参考系，因此，作用前后的速度都必须相对于地面。
普适性它不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
适用性适用范围动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。
不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用与微观物体的高速运动。
小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。
适用条件1.系统不受外力或者所受合外力为零；2.系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒；3.系统总的来看不符合以上条件的任意一条，则系统的总动量不守恒。
人教版高二物理选修3-5第十六章16.3动量守恒定律同步训练含答案
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步训练一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）1．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为m A，B的质量为m B，m A>m B.最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车()A．向左运动B．左右往返运动C．向右运动D．静止不动2．如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内，则下列说法正确的是()A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒3．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动4．静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（）A．两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些B．两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些C．两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些D．两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等5．如图所示，A、B两个小车用轻弹簧连接，静止在光滑的水平面上，A车与竖直墙面接触。
将小车B向左推，使弹簧压缩，再由静止释放小车B。
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-5人教版第十六章动量守恒定律
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]第十六章动量守恒定律新课标要求1．内容标准（1）探究物体弹性碰撞的一些特点。
知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律。
能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。
知道动量守恒定律的普遍意义。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点及难点本节教学重点是实验方案的设计与筛选;难点是通过实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量.★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课师：之前，我们分别从动力学的角度、能量的角度研究了物体的运动规律，从今天开始我们将从另一个角度来学习研究物体运动规律的方法，也就是动量。
这节课我们就来学习第十六章第一节实验：探究碰撞中的不变量。
师：提到碰撞现象，不但生活中到处可见，大到宏观天体之间、小到微观粒子之间也同样存在着碰撞。
2024-2025学年高中物理第16章动量守恒定律2动量和动量定理教案新人教版选修3-5
9.动量守恒的推导：动量守恒的推导可以通过系统的总动量在相互作用过程中的不变性来进行。假设系统由两个物体组成，分别为物体1和物体2，物体1的动量为p1 = m1v1，物体2的动量为p2 = m2v2。在相互作用过程中，物体1对物体2的作用力与物体2对物体1的作用力大小相等、方向相反，即F12 = -F21。根据动量定理，物体1的动量变化量为Δp1 = F12Δt，物体2的动量变化量为Δp2 = F21Δt。将两个动量变化量相加，得到系统总动量的变化量为Δp1 + Δp2 = 0，即系统总动量保持不变。
重点难点及解决办法
重点：
1.动量定理的数学表达式及含义
2.动量定理在实际问题中的应用
难点：
1.动量定理的数学推导过程
2.动量定理在复杂情境中的应用
解决办法：
1.通过物理实验和动画演示，帮助学生直观理解动量定理的物理意义，引导学生动手操作，加深对动量定理的理解。
2.分步骤讲解动量定理的数学推导过程，通过例题演示动量定理在实际问题中的应用，引导学生逐步掌握动量定理的解题方法。
3.提供丰富的练习题，涵盖不同难度的题目，让学生在练习中巩固动量定理的知识，培养学生的解题能力。
4.组织小组讨论，鼓励学生分享解题心得，培养学生的合作交流能力。
教学资源
1.软硬件资源：多媒体教室、物理实验室、计算机、投影仪、白板、教学模型等。
2.课程平台：学校教学管理系统、物理教学资源库等。
3.信息化资源：动量和动量定理相关的教学视频、动画、PPT课件、练习题等。
人教版高中物理选修3-5第十六章 动量守恒定律
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第十六章动量守恒定律第一节实验：探究碰撞中的不变量知识点实验探究的思路1．在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量实验中，下列说法正确的是( )A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B．由静止释放小球以便较准确计算小球碰前速度C．两小球必须都是钢性球，且质量相同D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动2．在“验证动量守恒定律”的实验中，必须测量的量有( )A．小球的质量m1和m2B．小球的半径rC．桌面到地面的高度H D．小球m1的起始高度hE．小球从抛出到落地的时间t F．小球m1和m2碰撞后飞出的水平距离G．小球m1未碰撞前飞出的水平距离3．在做“碰撞中的动量守恒”实验时，必须做到( )A．斜槽轨道必须是笔直的B．把小球放到斜槽末端的槽口时，小球必须能够静止C．碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道的末端的切线平行D．以上都不需要做到4．如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：(1)把两滑块A：B紧贴在一起，在A上放质量为州的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A、B，在A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态。
(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，A、B与挡板C、D碰撞的阿时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1和B至D的运动时间t2。
(3)重复几次取t1、t2的平均值．①在调整气垫导轨时应注意；②应测量的数据还有；③只要关系式成立，即可得出碰撞中守恒的量是动量的矢量和。
5．如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz．开始两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A、B的质量分别为200g、300g。
根据照片记录的信息，释放弹簧，A、B离开弹簧后，A滑块做运动，其速度大小为。
动量守恒定律教案
动量守恒定律教案动量守恒定律教案1一、教材分析在第一节课“探究碰撞中的不变量”的基础上总结出动量守恒定律就变得水到渠成。
因此本堂课先是在前堂课的基础上由老师介绍物理前辈就是在追寻不变量的努力中，逐渐明确了动量的概念，并经过几代物理学家的探索与争论，总结出动量守恒定律。
接下来学习动量守恒的条件，练习应用动量守恒定律解决简单问题。
二、学情分析学生由于知道机械能守恒定律，很自然本节的学习可以与机械能守恒定律的学习进行类比，通过类比建立起知识的增长点。
具体类比定律的内容、适用条件、公式表示、应用目的。
三、教法分析通过总结前节学习的内容来提高学生的分析与综合能力，通过类比教学来提高学生理解能力。
通过练习来提高学生应用理论解决实际问题的能力。
整个教学过程要围绕上述能力的提高来进行。
四、教学目标4.1知识与技能(1)知道动量守恒定律的内容、适用条件。
(2)能应用动量守恒定律解决简单的实际问题。
4.2过程与方法在学习的过程中掌握动量守恒定律，在练习的过程中应用动量守恒定律，并掌握解决问题的方法。
4.3情感态度与价值观体验理论的应用和理论的价值。
五、教学过程设计[复习与总结]前一节通过同学们从实验数据的处理中得出：两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和在碰撞过程中保持不变。
今天我还要告诉大家，科学前辈在追寻“不变量”的过程，逐渐意识到物理学中还需要引入一个新的物理量——动量，并定义这个物理量的矢量。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量的定义。
具体有定义文字表述、公式表示、方向定义、单位。
[例题1]一个质量是0.1kg的钢球，以6 m/s 速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s 的速度水平向左运动(如图二所示)，求：(1)碰撞前后钢球的动量各是多少?(2)碰撞前后钢球的动量变化?分析：动量是矢量，虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化，都是6m/s，但速度的方向变化了，所以动量也发生了变化。
2020-2021高中物理3-5配套作业：第16章 第3节 动量守恒定律含解析
2020-2021学年高中物理人教版选修3-5配套作业：第16章第3节动量守恒定律含解析第十六章第三节请同学们认真完成[练案2］基础夯实一、选择题(单选题)1．如图所示，两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动,互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是（C)A．互推后两同学总动量增加B．互推后两同学动量相等C．分离时质量大的同学的速度小一些D．互推过程中机械能守恒解析:两位同学组成的系统，所受外力之和为零，动量守恒,则m1v1＝m2v2,p1与p2大小相等,方向相反,A、B不正确;若m1＞m2，则v1＜v2，C正确；互推过程中两同学的动能增大，机械能增加，D 不正确。
2．如图所示,光滑圆槽质量为M,静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为(A）A．0 B．向左C．向右D．不能确定解析：把小球m和物体M作为一个系统,因水平面光滑,故系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒。
3．(2020·全国百所名校模拟统考一）如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。
下列说法正确的是（D）A．物块沿槽下滑的过程中,物块的机械能守恒B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零D．物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处解析:物块沿槽下滑过程中，物块与弧形槽组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，故AB错误;从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，物块受到的冲量等于物块动量的变化，物体的动量变化量不为零，故物体受到的冲量不为零，C错误；物块反弹后追上弧形槽，上升到最高点时，物块和弧形槽具有相同的速度，全过程系统机械能守恒，故物块不能回到槽上高h处，D正确.4．如图所示，半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。
2021-2022学年高二物理人教版选修3-5学案：16.4 碰撞
4碰撞[目标定位] 1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.3.知道散射和中子的发觉过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性．一、弹性碰撞和非弹性碰撞1．弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒．2．非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒．3．完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大．二、对心碰撞和非对心碰撞1．正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，假如碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动．2．斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，假如碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线而运动．想一想质量相等的两个物体发生正碰时，确定交换速度吗？答案不愿定．只有质量相等的两个物体发生弹性正碰时，同时满足动量守恒和机械能守恒的状况下，两物体才会交换速度．三、散射1．定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞．2．散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四周八方．一、对碰撞问题的理解1．碰撞(1)碰撞时间格外短，可以忽视不计．(2)碰撞过程中内力往往远大于外力，系统所受外力可以忽视不计，所以系统的动量守恒．2．三种碰撞类型(1)弹性碰撞动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′机械能守恒：12m1v21＋12m2v22＝12m1v1′2＋12m2v2′2当v2＝0时，有v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1即v1′＝0，v2′＝v1推论：质量相等，大小、材料完全相同的弹性小球发生弹性碰撞，碰后交换速度．即v1′＝v2，v2′＝v1 (2)非弹性碰撞动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′机械能削减，损失的机械能转化为内能|ΔE k|＝E k初－E k末＝Q(3)完全非弹性碰撞动量守恒：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共碰撞中机械能损失最多|ΔE k|＝12m1v21＋12m2v22－12(m1＋m2)v2共例1质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50 cm/s和100 cm/s.(1)假如两物体碰撞并粘合在一起，求它们共同的速度大小；(2)求碰撞后损失的动能；(3)假如碰撞是弹性碰撞，求两物体碰撞后的速度大小．答案(1)0.1 m/s(2)0.135 J(3)0.7 m/s0.8 m/s解析(1)令v1＝50 cm/s＝0.5 m/s，v2＝－100 cm/s＝－1 m/s，设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，代入数据解得v＝－0.1 m/s，负号表示方向与v1的方向相反．(2)碰撞后两物体损失的动能为ΔE k ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12(m 1＋m 2)v 2＝[12×0.3×0.52＋12×0.2×(－1)2－12×(0.3＋0.2)×(－0.1)2] J ＝0.135 J. (3)假如碰撞是弹性碰撞，设碰后两物体的速度分别为v 1′、v 2′，由动量守恒定律得m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′， 由机械能守恒定律得12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋ 12m 2v 2′2，代入数据得v 1′＝－0.7 m/s ，v 2′＝0.8 m/s. 二、弹性正碰模型及拓展应用1．两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则碰后两球速度分别为v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1m 1＋m 2v 1.(1)若m 1＝m 2的两球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则碰后v 1′＝0，v 2′＝v 1，即二者碰后交换速度． (2)若m 1≫m 2，v 1≠0，v 2＝0，则二者弹性正碰后， v 1′＝v 1，v 2′＝2v 1.表明m 1的速度不变，m 2以2v 1的速度被撞出去．(3)若m 1≪m 2，v 1≠0，v 2＝0，则二者弹性正碰后，v 1′＝－v 1，v 2′＝0.表明m 1被反向以原速率弹回，而m 2仍静止．2．假如两个相互作用的物体，满足动量守恒的条件，且相互作用过程初、末状态的总机械能不变，广义上也可以看成是弹性碰撞．例2 如图16－4－1所示，ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平，AB 段与BC 段平滑连接，质量为m 1的小球从高为h 处由静止开头沿轨道下滑，与静止在轨道BC 段上质量为m 2的小球发生碰撞，碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失．求碰撞后小球m 2的速度大小v 2.图16－4－1 答案2m 12ghm 1＋m 2解析 设m 1碰撞前的速度为v 10，依据机械能守恒定律有m 1gh ＝12m 1v 210 解得v 10＝2gh ①设碰撞后m 1与m 2的速度分别为v 1和v 2，依据动量守恒定律有m 1v 10＝m 1v 1＋m 2v 2②由于碰撞过程中无机械能损失 12m 1v 210＝12m 1v 21＋12m 2v 22③ 联立②③式解得v 2＝2m 1v 10m 1＋m 2④将①代入④得v 2＝2m 12ghm 1＋m 2借题发挥 对于物理过程较简洁的问题，应留意将简洁过程分解为若干简洁的过程(或阶段)，推断在哪个过程中系统动量守恒，哪一个过程机械能守恒或不守恒，但能量守恒定律却对每一过程都适用． 例3图16－4－2如图16－4－2所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车．现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则( )A ．小球在小车上到达最高点时的速度大小为v 02B ．小球离车后，对地将向右做平抛运动C ．小球离车后，对地将做自由落体运动D ．此过程中小球对车做的功为12m v 2答案 ACD解析 小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，小球离开车时类似完全弹性碰撞，两者速度完成互换，故选项A 、C 、D 都是正确的． 三、碰撞需满足的三个条件1．动量守恒，即p 1＋p 2＝p 1′＋p 2′.2．动能不增加，即E k1＋E k2≥E k1′＋E k2′或p 212m 1＋p 222m 2≥p 1′22m 1＋p 2′22m2.3．速度要符合情景：碰撞后，原来在前面的物体的速度确定增大，且原来在前面的物体的速度大于或等于原来在后面的物体的速度，即v 前′≥v 后′，否则碰撞不会结束．例4 (2022·福建师大附中高二期末)如图16－4－3所示，质量相等的A 、B 两个球，原来在光滑水平面上沿同始终线相向做匀速直线运动，A 球的速度是6 m/s ，B 球的速度是－2 m/s ，不久A 、B 两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A 、B 两球的速度可能值，某试验小组的同学们做了很多种猜想，下面的猜想结果确定无法实现的是( )图16－4－3A ．v A ′＝－2 m/s ，vB ′＝6 m/s B ．v A ′＝2 m/s ，v B ′＝2 m/sC ．v A ′＝1 m/s ，v B ′＝3 m/sD ．v A ′＝－3 m/s ，v B ′＝7 m/s 答案 D解析 两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即m A v A ＋m B v B ＝m A v A ′＋m B v B ′①，12m A v 2A ＋12m B v 2B ≥12m A v A′2＋12m B v B ′2②，答案D 中满足①式，但不满足②式，所以D 选项错误．借题发挥 处理碰撞问题的思路(1)对一个给定的碰撞，首先要看动量是否守恒，其次再看总动能是否增加．(2)一个符合实际的碰撞，除动量守恒外还要满足能量守恒，留意碰撞完成后不行能发生二次碰撞的速度关系的判定．(3)要机敏运用E k ＝p 22m 或p ＝2mE k ；E k ＝12p v 或p ＝2E kv 几个关系式转换动能、动量．碰撞特点及满足条件1．质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同始终线、同一方向运动，A 球的动量是7 kg ·m/s ，B 球的动量是5 kg ·m/s ，A 球追上B 球发生碰撞，则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( )A ．p A ′＝6 kg ·m/s ，pB ′＝6 kg ·m/s B ．p A ′＝3 kg ·m/s ，p B ′＝9 kg ·m/sC ．p A ′＝－2 kg·m/s ，p B ′＝14 kg ·m/sD ．p A ′＝－4 kg ·m/s ，p B ′＝17 kg ·m/s 答案 A解析 从碰撞前后动量守恒p A ＋p B ＝p A ′＋p B ′验证，A 、B 、C 三种皆有可能．从总动能不增加即p 2A 2m A ＋p 2B2m B ≥p A ′22m A ＋p B ′22m B 来看，只有A 可能． 弹性碰撞的特点2．甲物体在光滑水平面上运动速度为v 1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是( )A ．乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v 1B ．乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速率是2v 1C ．乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速率是v 1D ．碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量 答案 ABC解析 由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，依据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1m 1＋m 2v 1.当m 1＝m 2时，v 2′＝v 1，A 对；当m 1≫m 2时，v 2′＝2v 1，B 对；当m 1≪m 2时，v 1′＝－v 1，C 对；依据动能定理可知D 错误． 非弹性碰撞的特点及计算 3.图16－4－4如图16－4－4所示，有两个质量相同的小球A 和B (大小不计)，A 球用细绳吊起，细绳长度等于悬点距地面的高度，B 球静止放于悬点正下方的地面上．现将A 球拉到距地面高度为h 处由静止释放，摇摆到最低点与B 球碰撞后粘在一起共同上摆，则它们升起的最大高度为()A.h 2 B ．h C.h 4 D.h 2 答案 C解析 本题中的物理过程比较简洁，所以应将过程细化、分段处理．A 球由释放到最低点的过程做的是圆周运动，应用动能定理可求出末速度，mgh ＝12m v 21，所以v 1＝2gh ，A 球对B 球碰撞满足动量守恒m v 1＝(m ＋m )v 2，所以v 2＝12v 1＝2gh 2；对A 、B 粘在一起共同上摆的过程应用机械能守恒，12(m ＋m )v 22＝(m ＋m )gh ′，整理得h ′＝h 4.4．如图16－4－5所示，光滑水平直轨道上两滑块A 、B 用橡皮筋连接，A 的质量为m .开头时橡皮筋松弛，B 静止，给A 向左的初速度v 0.一段时间后，B 与A 同向运动发生碰撞并粘在一起．碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B 的速度的一半．求：图16－4－5 (1)B 的质量；(2)碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失．答案 (1)m 2 (2)16m v 20解析 (1)以初速度v 0的方向为正方向，设B 的质量为m B ，A 、B 碰撞后的共同速度为v ，由题意知：碰撞前瞬间A 的速度为v2，碰撞前瞬间B 的速度为2v ，由动量守恒定律得m v2＋2m B v ＝(m ＋m B )v ① 由①式得 m B ＝m 2②(2)从开头到碰后的全过程，由动量守恒定律得 m v 0＝(m ＋m B )v ③设碰撞过程A 、B 系统机械能的损失为ΔE ，则 ΔE ＝12m ⎝⎛⎭⎫v 22＋12m B (2v )2－12(m ＋m B )v 2④联立②③④式得ΔE ＝16m v 20(时间：60分钟)题组一 碰撞的特点及可能性分析1．下列关于碰撞的理解正确的是( )A ．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B ．在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C ．假如碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D ．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 答案 A解析 碰撞是格外普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象．一般内力远大于外力．假如碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞．微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以照旧是碰撞．2．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的状况是( )A ．甲、乙两球都沿乙球的运动方向B ．甲球反向运动，乙球停下C ．甲、乙两球都反向运动D ．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等 答案 C解析 由p 2＝2mE k 知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以推断C 正确．3．质量为m 的小球A 在光滑的水平面上以速度v 与静止在光滑水平面上的质量为2m 的小球B 发生正碰，碰撞后，A 球的动能变为原来的19，那么碰撞后B 球的速度大小可能是( )A.13vB.23vC.49vD.89v 答案 AB解析 设A 球碰后的速度为v A ，由题意有12m v 2A ＝19×12m v 2，则v A ＝13v ，碰后A 的速度有两种可能，因此由动量守恒有m v ＝m ×13v ＋2m v B 或m v ＝－m ×13v ＋2m v B ，解得v B ＝13v 或23v .4．两个小球A 、B 在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是m A ＝4 kg ，m B ＝2 kg ，A 的速度v A ＝3 m/s(设为正)，B 的速度v B ＝－3 m/s ，则它们发生正碰后，其速度可能分别为( ) A ．均为＋1 m/s B ．＋4 m/s 和－5 m/s C ．＋2 m/s 和－1 m/s D ．－1 m/s 和＋5 m/s 答案 AD解析 由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化状况：E k 前＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ＝27 J E k 后＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2由于碰撞过程中动能不行能增加，所以应有E k 前≥E k 后，据此可排解B ；选项C 虽满足E k 前≥E k 后，但A 、B 沿同始终线相向运动，发生碰撞后各自照旧保持原来的速度方向，这明显是不符合实际的，因此C 选项错误．验证A 、D 均满足E k 前≥E k 后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A 、D. 题组二 碰撞模型的处理5．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m 和m ，以相同的速率v 在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是( ) A ．弹性碰撞 B ．非弹性碰撞C ．完全非弹性碰撞D ．条件不足，无法确定 答案 A解析 由动量守恒3m ·v －m v ＝0＋m v ′，所以v ′＝2v 碰前总动能：E k ＝12×3m ·v 2＋12m v 2＝2m v 2碰后总动能E k ′＝12m v ′2＝2m v 2，E k ＝E k ′，所以A 正确．6.图16－4－6如图16－4－6所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同始终线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()A．A开头运动时B．A的速度等于v时C．B的速度等于零时D．A和B的速度相等时答案 D解析A、B速度相等时弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，动能损失最大，选项D正确．7．(2022·开封高二检测)图16－4－7小车AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车质量为M，长为L.质量为m的木块C放在小车上，用细绳连结于小车的A端并使弹簧压缩，开头时AB与C都处于静止状态，如图16－4－7所示．当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块C向B端冲去，并跟B端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是()A．假如AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒B．整个系统任何时刻动量都守恒C．当木块对地运动速度为v时，小车对地运动速度为mMvD．整个系统最终静止答案BCD8．(2022·衡水高二检测)图16－4－8在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图象如图16－4－8所示，下列关系式正确的是()A．m a>m b B．m a<m b C．m a＝m b D．无法推断答案 B解析由图象知，a球以初速度与原来静止的b球碰撞，碰后a球反弹且速度小于初速度．依据碰撞规律知，a球质量小于b球质量．9.图16－4－9两个完全相同、质量均为m的滑块A和B，放在光滑水平面上，滑块A与轻弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，当滑块B以v0的初速度向滑块A运动，如图16－4－9所示，遇到A后不再分开，下述说法中正确的是() A．两滑块相碰和以后一起运动过程，系统动量均守恒B．两滑块相碰和以后一起运动过程，系统机械能均守恒C．弹簧最大弹性势能为12m v2D．弹簧最大弹性势能为14m v2答案 D解析B与A碰撞后一起运动的过程中，系统受到弹簧的弹力作用，合外力不为零，因此动量不守恒，A项错误；碰撞过程，A、B发生非弹性碰撞，有机械能损失，B项错误；碰撞过程m v0＝2m v，因此碰撞后系统的机械能为12×2m⎝⎛⎭⎫v022＝14m v2，弹簧的最大弹性势能等于碰撞后系统的机械能14m v2，C项错误，D项正确．10.图16－4－10A、B两物体在水平面上相向运动，其中物体A的质量为m A＝4 kg，两球发生相互作用前后的运动状况如图16－4－10所示．则：(1)由图可知A、B两物体在________时刻发生碰撞，B物体的质量为m B＝________kg.(2)碰撞过程中，系统的机械能损失多少？ 答案 (1)2 s 6 (2)30 J解析 (1)由图象知，在t ＝2 s 时刻A 、B 相撞，碰撞前后，A 、B 的速度： v A ＝Δx A t ＝－42 m/s ＝－2 m/sv B ＝Δx B t ＝62 m/s ＝3 m/sv AB ＝Δx AB t ＝22 m/s ＝1 m/s由动量守恒定律有：m A v A ＋m B v B ＝(m A ＋m B )v AB ，解得m B ＝6 kg (2)碰撞过程损失的机械能：ΔE ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B －12(m A ＋m B )v 2AB ＝30 J. 题组三 碰撞模型的综合应用11．冰球运动员甲的质量为80.0 kg.当他以5.0 m/s 的速度向前运动时，与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰好静止．假设碰撞时间极短，求： (1)碰后乙的速度的大小； (2)碰撞中总机械能的损失． 答案 (1)1.0 m/s (2)1400 J解析 (1)设运动员甲、乙的质量分别为m 、M ，碰前速度大小分别为v 、V ，碰后乙的速度大小为V ′.由动量守恒定律有 m v ＝MV －MV ′① 代入数据得 V ′＝1.0 m/s ②(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE ，应有 12m v 2＋12MV 2＝12MV ′2＋ΔE ③ 联立②③式，代入数据得 ΔE ＝1400 J ④12．在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ，两者相距为d .现给A 一初速度，使A 与B 发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距照旧为d .已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小． 答案285μgd 解析 设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得 12m v 2＝12m v 21＋12(2m )v 22① m v ＝m v 1＋(2m )v 2②式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．由①②式得 v 1＝－v 22③设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得μmgd 1＝12m v 21④ μ(2m )gd 2＝12(2m )v 22⑤按题意有d ＝d 1＋d 2⑥设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd ＝12m v 20－12m v 2⑦ 联立②至⑦式，得 v 0＝285μgd ⑧ 13.图16－4－11两物块A 、B 用轻弹簧相连，质量均为2 kg ，初始时弹簧处于原长，A 、B 两物块都以v ＝6 m/s 的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg 的物块C 静止在前方，如图16－4－11所示．B 与C 碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A 的速度为多大？ (2)系统中弹性势能的最大值是多少？ 答案 (1)3 m/s (2)12 J解析 (1)当A 、B 、C 三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大．由A 、B 、C 三者组成的系统动量守恒，(m A ＋m B )v ＝(m A ＋m B ＋m C )·v ABC ，解得 v ABC ＝（2＋2）×62＋2＋4m/s ＝3 m/s.(2)B 、C 碰撞时B 、C 组成的系统动量守恒， 设碰后瞬间B 、C 两者速度为v BC ， 则m B v ＝(m B ＋m C )v BC ，v BC ＝2×62＋4m/s ＝2 m/s ， 设物块A 、B 、C 速度相同时弹簧的弹性势能最大为E p ，依据能量守恒E p ＝12(m B ＋m C )v 2BC ＋12m A v 2－12(m A ＋m B ＋m C )v 2ABC ＝12×(2＋4)×22 J ＋12×2×62 J －12×(2＋2＋4)×32 J ＝12 J.。
高中物理人教版选修3-5 16.3《动量守恒定律》说课稿
高三复习课《动量守恒定律》说课稿一、教材分析：动量守恒定律是自然界普遍适应的基本规律之一，宏观、微观都可适用。
利用动量的管点解决问题是高中物理的重要的解题方法之一，应用非常广泛。
如碰撞、反冲及天体物理中的“三体问题”等，动量守恒定律也更能够体现它简单、方便的优点。
动量守恒定律作为高中物理第三册选修课(人教版)的重要内容来学习，可以加深学生对物理基本体系的了解，掌握研究问题的方法，提高解决问题的能力。
另外，这部分知识也是高考的重要高频考点，在整个高中物理体系中是不可或缺的一部分。
二、教学目标分析1、知识目标：能在一维情况下两物体的相互作用中应用动量守恒定律，掌握碰撞、爆炸、反冲（人船模型）等模型规律。
2、能力目标：能在具体问题中判定动量是否守恒，熟练掌握运用动量定律解释现象和问题，知道用定律解题的基本思路和方法。
3、培养学生规范的解题态度和严谨的答题思路。
三、教学重点、难点1、掌握动量守恒定律及成立的条件。
2、用动量守恒定律解决问题。
三种模型的特点和拓展。
四、学生分析高三学生已经学习过本章知识，已经有了基本的印象和知识体系。
但对动量守恒定律与其它力学知识的联系即知识的体系认识不够。
在动量守恒定律应用中的灵活性不够。
故在一轮复习中，一是加强力学各知识点间联系（如弹簧情景、能量关系、圆周运动、电学知识等等）。
二是训练学生思维、提高应用能力（如点出学生应用中易错点、易混点）。
五、教法、学法分析多媒体展示、自主探究、小组合作交流。
本节教学我遵循学生认知规律，循序渐进的引导学生理解定律、灵活应用定律。
我先多媒体演示知识体系结构，让学生自学填空。
再通过自主测试，暴露问题，讲解和强调定律应用注意事项。
再进行知识迁移的教学，学生分组讨论三种模型。
六、教学程序（一）、引入课题。
刚刚上课，学生注意力往往停留在上课前，因此我从学生的认知规律出发，一上课就向学生提出问题：1、一个人在车里用力推车，车会不会动？2、平静河里靠的很近的小船，你从一只船跳到另一只船，会出现什么现象？有趣的问题吸引了学生的无意注意，学生回答后，我又紧接着提问“为什么出现这样的现象？”引发学生探究欲望，为了探疑，学生就把无意注意转为有意注意，顺利引入课题。
人教版高二选修3-5第十六章 第3节 动量守恒定律 课时练习
人教版高二选修3-5第十六章 第3节 动量守恒定律 课时练习一、多选题1. 如图所示，木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，关于子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是（）A．子弹射入木块的过程中，系统受到的合外力为0B．子弹对木块的摩擦力为内力C．压缩弹簧的过程中，系统所受合外力增大D．压缩弹簧的过程中，系统机械能守恒2. 如图所示，A、B两物体质量之比m A：m B=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。
当弹簧突然释放后，则）（A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒二、解答题3. 下列四幅图所反映的物理过程中，动量守恒的是（ ） A.B.C. D.A ．在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统B ．剪断细线，弹簧恢复原的过程中，M 、N 和弹簧组成的系统C ．两球匀速下降，细线断裂后在水下运动的过程中，两球组成的系统（不计水的阻力）D ．木块沿光滑斜面由静止滑下的过程中，木块和斜面体组成的系统4. 小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车､人､枪和靶的总质量为M （不含子弹），每颗子弹质量为m ，共n 发，打靶时，枪口到靶的距离为d ，若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法正确的是（）A ．待打完n 发子弹后,小车将以一定速度向右匀速运动B ．待打完n 发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方C ．在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为D ．在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同，应越来越大5. 如图所示，一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量，当遇到一个质量、速度、水平向右滑行的木箱后，人立即以相对于冰面的速度水平向左将木箱推出（不计冰面阻力，人和车相对静止）.求小车获得的速度.6. 如图所示，传送带以m/s 的水平速度把质量的行李包运送到原来静止图在光滑地面上、质量的小车上，若行李包与小车上表面间的动摩擦因数，设小车足够长，则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少？（重力加速度g 取）7. 如图所示，带有半径为R 的光滑圆弧的小车的质量为M ，置于光滑水平面上，一质量为m 的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则球离开小车时，球和车的速C 度分别为多大？（重力加速度为g ）8. 如图所示，水平光滑地面上依次放置着10块质量的完全相同的长直木板.一质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为.铜块最终停在第二块木板上.（取，结果保留两位有效数字）求：（1）第一块木板的最终速度；（2）铜块的最终速度9.结冰的湖面上有甲、乙两个小孩分别乘冰车在一条直线上相向滑行，速度大小均为，甲与车、乙与车的质量和均为，为了使两车不会相碰，甲将冰面上一质量为5kg 的静止冰块以（相对于冰面）的速率传给乙，乙接到冰块后又立即以同样的速率将冰块传给甲，如此反复，在甲、乙之间至少传递几次，才能保证两车不相碰（设开始时两车间距足够远）？10.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为的薄板和质量为的物块以的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，取，试问M=4m ，g 取10m/s 2，若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：.光滑水平面上有一质量为M 的滑块，滑块的左侧是一光滑的圆弧，圆弧半径为R=1m ．一质量为m 的小球以速度v 0向右运动冲上滑块．已知11（3）若物块和薄板间的动摩擦因数，则要使物块不至于从薄板左端滑出，薄板至少多长？（2）当物块对地向左运动最远时，薄板速度为多大？（1）当薄板的速度为时，物块的运动情况如何？（1）小球的初速度v0是多少？（2）滑块获得的最大速度是多少？12.如图所示，在光滑水平轨道上有一小车质量为，它下面用长为L 的细绳系质量为的沙袋，今有一水平射来的质量为m的子弹，它射入沙袋后并不穿出，而与沙袋一起运动，最大摆角为.不计细绳质量，试求子弹射入沙袋时的速度多大?13. 质量为M 的小车，以速度在光滑水平地面上前进，车上站着一个质量为m 的人问：当人以对车的速度向后水平跳出后，车的速度为多大？14. 质量为1kg的物体从高处自由下落，下落5m 时正落在以的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有沙子，车与沙子的总质量为4k g，地面光滑，则稳定后车的速度为多少？（g 取）15. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A 的左端，三者质量分别为2kg 、1kg 、2kg.开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.16. 如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为m1="30" kg，冰块的质量为m2="10" kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g="10" m/s2．（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？（i）求斜面体的质量；17. 如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑并用销钉将其固定在冰面上的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h（h小于斜面体的高度）.已知小孩与滑板的总质量为，冰块的质量为，斜面体质量，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小.（1）求冰块滑上斜面体的最大高度；（2）若冰块滑至最大高度时迅速将销钉拔掉，通过计算判断，冰块与斜面体分离后，冰块能否追上小孩？18. 如图所示，在光滑桌面上放着长木板，其长度为m，在长木板的左上端放一可视为质点的小金属块，它的质量和木板的质量相等，最初它们是静止的．现让小金属块以m/s的初速度向右滑动，当滑动到长木板的右端时，滑块的速度为m/s，取m/s2，求：（1）滑块与长木板间的动摩擦因数；（2）小金属块滑到长木板右端经历的时间t。
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选修3-5第十六章第三节《动量守恒定
律》学案
【学习目标】
（一）知识与技能
理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围
（二）过程与方法
在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力
（三）情感、态度与价值观
培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题
一，碰撞中的动量守恒定律
1．系统内力和外力
(1)系统：两个(或多个)__________ 的物体称为系统．
(2)内力：系统内各物体间的相互作用力叫做内力．
(3)外力：系统外部的其他物体对系统的作用力叫做外力．
分析上节课两球碰撞得出的结论（碰撞前后mυ的矢量和保持不变）的条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。
气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。
2．动量守恒定律
(1)内容：如果系统所受到的____________，则系统的总动量保持不变．
(2)表达式：___________________________.
（3）注意点：
①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。
②矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向；
③正确理解“总动量保持不变”，不仅指系统的初、末两个时刻的总动量相同（大小相等，方向相同），而且指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相同．思考与讨论：
1．如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，
此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，
子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。
子弹射入木块过程系统动量是否守恒？
2．一个物体运动到最高点在内力（不是很大）作用下分裂为小平的二部分，则分裂前后是否动量守恒？
我的结论三：动量守恒的条件：
v
练习1.如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，
组成的系统动量是否守恒？
练习2．如图所示，光滑水平面上停放着一辆上表面粗糙的平板车A，铁块B以水平初速度v0滑到小车上，两物体开始运动，则A、B组成的系
统动量是否守恒？
练习3．如图所示，放在光滑水平桌面上的A、B木块中部夹一
被压缩的弹簧，当弹簧被放开时，则A、B组成的系统动量是否守恒？
练习4．如图所示，一小球A以速度v0水平冲上滑块B
的过程（不脱离），则A、B组成的系统动量是否守恒？
练习5．如图所示，光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽，槽两端固定有两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把槽、小球和弹簧视为一个系统，则在运动过程中（B ）
A.系统的动量守恒，机械能不守恒
B.系统的动量守恒，机械能守恒
C.系统的动量不守恒，机械能守恒
D.系统的动量不守恒，机械能不守恒
练习6．（双选）如图所示，A、B两物体的质量比m A∶m B=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有BC
A.A、B 系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动
D.小车向右运动
练习7．(双选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水
平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是(BC)
A．a尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒
B．a尚未离开墙壁前，a和b系统的动量不守恒
C．a离开墙后，a、b系统动量守恒
D．a离开墙后，a、b系统动量不守恒
（4）动量守恒定律的不同表达式及含义（小组讨论，看能写出几种表达式）
例题：如图所示，将两条完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方
向相反并在同一直线上．
(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？
(2)由于磁铁磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最短（二车速度相同）时的速度是多大？
二．应用动量守恒定律的解题步骤
N N
乙甲
1．确定研究对象组成的系统，分析所研究的物理过程中，系统受外力的情况是否满足动量守恒定律的应用条件．
2．设定 ，分别写出系统初、末状态 _．
3．根据动量守恒定律 _．
4．解方程，统一单位后代入数值进行运算，得出结果．
练习1．如右图所示，在光滑水平面上质量分别为m A =2kg 、m B =4kg ，速率分别为v A =5m/s 、v B =2m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动，碰后假设有一球速度为0，则此球是（B ）
A ．
B 球 B ．A 球
C ．A 、B 球都有可能
D ．无法确定
练习2．（双选）物体A 的质量是物体B 的质量的2在光滑的水平面上，由静止开始同时放开两手后一小段时间内：( AD )
A ．A 的速率是
B 的一半 B ．A 的动量大于B 的动量
C ．A 受的力大于B 受的力
D ．总动量为零
练习3．如图5所示，在光滑水平面上有一静止的小车，用线系一小球，将球拉开后放开，球放开时小车保持静止状态，当小球落下以后与固定在小车上的油泥沾在一起，则从此以后，关于小车的运动状态是 [ A ]
A ．静止不动
B ．向右运动
C ．向左运动
D ．无法判 A B 左v B 右
v A。