1.2探究动量守恒定律
1.2探究动量守恒定律学案
恒口高中2013-2014高二物理学案乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海沪科3-5 编号:№ 22课题：1.2探究动量守恒定律主编：史胜波审稿：丁义浩时间： *实授课时：2班级：姓名：组号：组评：学习目标1.知道动量守恒定律的内容，掌握动量守恒定律成立的条件，并在具体问题中判断动量是否守恒。
2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。
3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
重点动量守恒定律的推导及其守恒条件的分析。
难点动量守恒定律的理解和守恒条件的分析。
学法指导探究、实验、讲授、讨论自主一、探究物体碰撞时动量的变化规律用气垫导轨作碰撞实验探究目的：探究物体碰撞时动量的变化规律探究过程：①实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿运动，碰撞之后还沿同一直线运动;②用测量物体的质量；测量两个物体在碰撞前后的速度。
速度的测量：（光电门测速原理）如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v= 。
二、动量守恒定律1、动量守恒定律的内容。
学习2、动量守恒定律的表达式。
3、系统：。
内力：。
外力：。
4、动量守恒的条件：①系统内的任何物体都不受外力作用，这是一种理想化的情形，如天空中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。
②系统虽然受到了外力作用，但所受外力之和为零。
像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两物体所受的重力和支持力的合力为零。
③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。
抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，火药的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，动量近似守恒。
两节火车车厢在铁轨上相碰时，在碰撞瞬间，车厢间的作用力远大于铁轨给车厢的摩擦力，动量近似守恒。
课件6：1.1-1.2 动量 动量定理
1
动量
2 动量定理
新课导入
思考：质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。这意味着，碰撞前后，
两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？
课堂探究
一、寻求碰撞中的不变量
演 示：质量不同小球的碰撞
将上面实验中的A球换成大小相同的C
球，使C球质量大于B球质量，用手拉
起C球至某一高度后放开，撞击静止的
透过现象看本质——探究物理规律
p 一定， t 越长， 则F越小.
p 一定， t 越短， 则F越大.
课堂探究
动量定理解释生活现象
1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果
迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？
课堂探究
2、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子
但是质量与速度的乘积之和却基本不变。
典例精析
例1. (多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可
导致实验误差偏大( AB )
A.导轨安放不水平
B.小车上挡光板倾斜
C.两小车质量不相等
D.两小车碰后连在一起
课堂探究
二、动量
1.动量
（1）定义：物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量（momentum），
2 0.519 0.718
0.656
0.265
0.340
0.329
0.112
0.036
3 0.718 0.519
0.572
0.321
0.411
0.397
0.117
0.064
说明：m1, 是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v是运动小车碰撞前的速度，
1.2动量定理+教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
1.2《动量定理》教学设计（1 课时）1. 教学分析：《动量定理》是《普通高中物理课程标准（2017 年版2020 年修订）》选择性必修1 课程中“动量与动量守恒定律”主题下的内容。
课程标准要求为：理解冲量，通过理论推导，理解动量定理，能用其解释生产生活中的有关现象。
关于动量定理，教材先考虑物体碰撞时受到的力为恒力的情况，将牛顿第二定律作为学生新知识的“增长点”，引导学生推导其基本表达式，再通过“微元法”将动量定理的适用范围从恒力过渡到非恒力，最后介绍生活实例来帮助学生认识动量定理的实际应用。
该节教材直接引入了“动量”和“冲量”的基本概念，并没有创设具体的物理情境或物理模型去引发学生的思考，会使学生对于概念的理解不深刻，且不利于学生科学思维的发展；教材在推导出动量定理基本表达式之后缺少验证动量定理的物理实验，不利于学生科学探究能力的培养；动量定理是解决力学问题的一个重要途径，尤其是处理碰撞和打击类问题。
同时，动量定理与我们的生活和科学技术的发展有着密切的联系，因此学习这部分内容有着非常重要的实用价值。
2. 学情分析：学生已经学习了动量概念，会运用牛顿第二定律和运动学公式等，为本节课的学习打下了坚实的基础。
但学生对于动量、冲量等基本概念的理解和动量定理的应用方面存在一定困难，例如对物体进行受力分析时，因漏掉某个力而导致分析物体合外力冲量出现错误等。
高二的学生已具备一定的抽象思维和逻辑思维，其思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需要以一些感性认识为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解, 因此在教学中多让学生参与利用动量定理解释生活中的有关现象，加强学生思维由形象到抽象的过渡。
3. 学习重点：冲量概念、动量定理的含义；动量定理表达式中矢量符号的转换。
4. 学习难点：变力作用下的动量定理的推导。
5. 开放性学习环境：本节课利用小组合作式桌位排列，每组六人共计六组，教学上采用PPT 课件、视频资源、篮球、演示实验、验证动量定理实验等教学资源。
1.2动量定理课件
动量定理的适用范围
1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于 变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线 运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题； 3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运 动问题。
负号表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。
二、动量定理的应用步骤
1、确定研究对象：一般为单个物体； 2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量； 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
根据牛顿第三定律，铁锤对桩的平均冲击力的大小也 为8400N，方向竖直向下
1、质量为m的钢球自高处下落，以速率 v1落地，竖直向上弹回，
离地的速率为 v2，碰撞过程中合力对钢球的冲量的方向大小为( ) D
A. 向下，m(v1-v2)
B. 向下，m(v1+v2)
C. 向上，m(v1-v2)
D. 向上，m(v1+v2)
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
2、质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞 击的时间是0.05s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？
撞击前，铁锤只受重力作用，机械能守恒，因此 可以求出打击前铁锤的速度v为
撞击前，铁锤受到重力和桩对铁锤竖直向上的冲击力，撞击后铁锤的速 度为0.设桩对铁锤的冲击力大小为F,取竖直向上的冲击力大小为F，取竖 直向下为正方向，根据动量定理，有
解：以初速度方向为正，由动量定理，有
1.2动量守恒定律
课本第9页练习
4、在距地面高为h，同时以相等初速V0分别平抛，竖 直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m当它们从抛出到 落地时，比较它们的动量的增量△P，有（ ）
B
A．平抛过程最大 C．竖直下抛过程最大
B．竖直上抛过程最大 D．三者一样大
课本第9页练习
5、下列关于物体的动量和动能的说法，正确的是 （
三、动量定理
（1）推导
质量为M 的物体在水平恒力F 的作 用下，经过时间t，速度由v0 变为 v t，
v =v0
————F 作用了时间 t————
F F F F F F F
v =v t
F
v =v0
——— F 作用了时间 t
F
———
v =v t
F
分析：
由牛顿第二定律知： vt v0 而加速度： a t
A．作用前两个物体的速度相等
B．作用前两个物体的动量相等
C
C．作用过程中两个物体所受外力的合力为零
D．作用过程中两个物体所受外力的大小相等
学案练习 AC
练习4：(多选)如图1－1、2－1所示，A、B两物体的中间用一段细绳相连并有 一压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态．若地面光滑， 则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动的 过程中 ( )． A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、 C组成的系统动量守恒
B
）
A．物体的动量发生变化，其动能一定发生变化
B．物体的动能发生变化，其动量一定发生变化
C．若两个物体的动量相同，它们的动能也一定相同 D．两物体中动能大的物体，其动量也一定大
课本第9页练习
动量守恒定律
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
3.动量守恒要满足什么条件？
若 若
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
4.动量守恒定律的应用举例
解题步骤：
①确定研究对象； ②对研究对象进行受力分析，判断是否满足动量守恒的条件； ③建立坐标系，或规定坐标轴的正方向； ④计算过程前后的总动量，应用动量守恒定律列出表达式； ⑤求解
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
2.动量守恒定律的推导 A
B
由动量定理，对物体A有
(a)碰撞前 AB
同理，对物体B， 对整个系统分析，
(b)碰撞中
A
B
(c)碰撞后
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
又 系统末动量等于系统初动量
结论：内力不改变系统的总动量。
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
讨论 有一只大船和一只小船停靠在与堤岸距离 相同的地方，一个人想从船上跳到堤岸上， 下列说法正确的是：
（1） 从小船上跳岸比较容易；
（2） 从大船上跳岸比较容易；
（3） 跟船的大小没有关系，一样容易；
（4） 无法确定
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
说明
• 相对性：动量守恒定律中，系统里各物体的速度必 须相对于同一个参考系。
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
讨论 物体 被放到斜面 上，如果把 与 看成一个系统，问下列何种情况下，系统的 水平方向分量是守恒的？
（1） 与 间无摩擦，而 间有摩擦；
与地面
（2） 与 间有摩擦，而 间无摩擦；
（3） 两处都没有摩擦； （4） 两处都有摩擦；
与地面
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
• 同时性：发生相互作用前或后，系统中各物体的速 度要满足同时性，即同一时刻的速度。
1.2 动量 动量守恒定律(2)
学案4动量动量守恒定律(2)[目标定位] 1.知道什么是系统，能正确区分内力和外力.2.知道动量守恒的条件，能正确书写动量守恒的关系式.3.能利用动量守恒定律解决简单的相互作用问题．一、动量守恒定律[问题设计]如图1所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，v2>v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系．图1[要点提炼]1．动量守恒定律的内容：如果一个系统所受到的合外力为，则系统的总动量保持不变．2．动量守恒定律成立的条件：(1)系统不受或者所受外力的合外力为零．(2)系统外力远内力时，外力的作用可以忽略，系统的动量守恒．(3)系统在某个方向上的为零时，系统在该方向上动量守恒．3．动量守恒定律的表达式：(1)m1v1＋m2v2＝(作用前后动量相等)．(2)Δp＝(系统动量的增量为零)．(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等、方向相反)．二、动量守恒定律的理解和简单应用1．动量守恒定律的“五性”(1)系统性：注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒．(2)矢量性：是矢量式，解题时要规定正方向．(3)相对性：系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系，通常为相对于地面的速度．(4)同时性：初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量；末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量．(5)普适性：不仅适用于两个物体或多个物体组成的系统，也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成的系统．2．应用动量守恒定律解题的基本思路(1)明确研究对象合理选择系统．(2)判断系统动量是否守恒．(3)规定正方向及初、末状态．(4)运用动量守恒定律列方程求解．一、动量守恒的条件判断例1如图2所示，光滑水平面上A、B两小车间有一弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法正确的是()图2A．两手同时放开后，系统总动量始终为零B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C．先放开左手，后放开右手，总动量向左D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零二、动量守恒定律的应用例2质量为3 kg的小球A在光滑水平面上以6 m/s 的速度向右运动，恰遇上质量为5 kg、以4 m/s的速度向左运动的小球B，碰撞后B球恰好静止，求碰撞后A球的速度．例3质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船首站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m 乙＝60 kg 的游泳者乙，船首指向左方，若甲、乙两游泳者在同一水平线上，甲朝左、乙朝右以3 m/s 的速率跃入水中，则( )A ．小船向左运动，速率为1 m/sB ．小船向左运动，速率为0.6 m/sC ．小船向右运动，速率大于1 m/sD ．小船仍静止动量守恒定律⎩⎪⎨⎪⎧动量守恒的条件动量守恒的表达式⎩⎪⎨⎪⎧ m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′Δp ＝0Δp 1＝－Δp 21．(动量守恒的条件判断)把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是( )A ．枪和子弹组成的系统动量守恒B ．枪和车组成的系统动量守恒C ．三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒D ．三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零2．(动量守恒的条件判断)如图3所示的装置中，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )图3A ．动量守恒、机械能守恒B ．动量不守恒、机械能不守恒C ．动量守恒、机械能不守恒D ．动量不守恒、机械能守恒3．(动量守恒定律的应用)如图4所示，质量为M 的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m 的木块以初速度v 0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则( )图4A ．木块的最终速度为m M ＋m v 0B ．由于车上表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C ．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多D ．车上表面越粗糙，小车获得的动量越多4．(动量守恒定律的应用)将两个完全相同的磁铁(磁性极强)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，如图5所示．图5(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？5.如图所示，P 物体与一个连着弹簧的Q 物体正碰，碰后P 物体静止，Q 物体以P 物体碰前的速度v 离开，已知P 与Q 质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列结论中正确的是( )A ．P 的速度恰好为零B ．P 与Q 具有相同的速度C ．Q 刚开始运动D ．Q 的速度等于v答案 设碰撞过程中两球间的作用力分别为F 1、F 2，相互作用时间为t根据动量定理：F 1t ＝m 1(v 1′－v 1)，F 2t ＝m 2(v 2′－v 2)．因为F 1与F 2是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律，F 1＝－F 2，则有：m 1v 1′－m 1v 1＝m 2v 2－m 2v 2′即m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′此式表明两球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，这就是动量守恒定律的表达式．例1解析 A 项，在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)作用，故动量守恒，即系统的总动量始终为零．B 项，先放开左手，再放开右手后，两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的．C 项，先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左．D 项，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变．若两手同时放开，那么放开后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量也是守恒的，但不为零．答案 ACD例2解析 两球在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统所受合外力为零，系统动量守恒．取A 球初速度方向为正方向初状态：v A ＝6 m /s ，v B ＝－4 m/s末状态：v B ′＝0，v A ′＝？(待求)根据动量守恒定律，有m A v A ＋m B v B ＝m A v A ′，得v A ′＝m A v A ＋m B v B m A≈－0.67 m/s 其中负号表示A 球向左运动答案 0.67 m/s ，方向向左例3解析 设水平向右为正方向，两游泳者同时跳离小船后小船的速度为v ，根据甲、乙两游泳者和小船组成的系统动量守恒有－m 甲v 甲＋m 乙v 乙＋M v ＝0，代入数据，可得v ＝－0.6 m/s ，其中负号表示小船向左运动，所以选项B 正确．答案 B1、答案 D解析 由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外，不受其他外力，动量守恒．子弹和枪筒之间的力应为系统的内力，对系统的总动量没有影响，故选项C 错误．分开枪和车，则枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，动量都不守恒，正确选项为D.2、答案 B解析 在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变)．子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒(墙壁对弹簧的作用力是系统外力，且外力不等于零)．若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒，故正确选项为B.3、答案 A解析 由m 和M 组成的系统水平方向动量守恒易得A 正确；m 和M 动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关．4、答案 (1)1 m /s 向右 (2)0.5 m/s 向右解析 两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒，设向右为正方向．(1)据动量守恒得：m v 甲－m v 乙＝m v 甲′，代入数据解得v 甲′＝v 甲－v 乙＝(3－2) m /s ＝1 m/s ，方向向右．(2)两车相距最小时，两车速度相同，设为v ′，由动量守恒得：m v 甲－m v 乙＝m v ′＋m v ′.解得v ′＝m v 甲－m v 乙2m ＝v 甲－v 乙2＝3－22m /s ＝0.5 m/s ，方向向右． 5、【解析】P 物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，P 做减速运动，Q 做加速运动，P 、Q 间的距离减小，当P 、Q 两物体速度相等时，弹簧被压缩到最短，所以B 正确，A 、C 错误。
验证动量守恒定律实验中减少误差的几种方法
验证动量守恒定律实验中减少误差的几种方法一、实验介绍1.1 动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，指的是在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统总动量保持不变。
即：对于任意两个物体，它们之间的相互作用力大小相等、方向相反，且作用时间相同，则它们的动量变化量大小相等、方向相反。
1.2 实验目的验证动量守恒定律，并探究减少误差的方法。
1.3 实验器材弹簧测力计、光电门、小球（两个）、直线轨道。
1.4 实验步骤① 将直线轨道固定在水平面上；② 将小球放置在轨道的一端；③ 用弹簧测力计将另一个小球拉到一定距离处；④ 松开另一个小球，使其沿着轨道滚动，并通过光电门测出滚动时间和滚动距离；⑤ 重复实验多次，并记录数据。
二、误差分析2.1 系统误差由于实验器材和环境等因素的影响，在实验中可能会产生系统误差。
例如：光电门的灵敏度不同、弹簧测力计的刻度误差等。
2.2 随机误差由于实验过程中人为操作、读数等因素的影响，可能会产生随机误差。
例如：小球滚动的起始位置不同、滚动速度不同等。
三、减少误差的方法3.1 减少系统误差① 选择合适的实验器材：选择精确度高、灵敏度稳定的光电门和弹簧测力计，可以减少系统误差；② 校正仪器：在实验前对仪器进行校正，调整光电门和弹簧测力计的灵敏度和刻度，可以减小系统误差；③ 控制环境：将实验室控制在相对稳定的环境中，例如温度、湿度等方面尽量保持一致。
3.2 减少随机误差① 重复实验多次：通过重复实验多次，可以减小随机误差；② 控制变量：尽量保持各项条件一致，例如小球滚动时起始位置和滚动速度尽量相同；③ 人为因素控制：操作人员应该专注于操作过程，并严格按照实验步骤进行操作，避免因为个人因素带来的误差。
四、实验结果通过多次实验，可以得到小球滚动的时间和距离数据，进而计算出小球的动量变化量。
根据动量守恒定律，可以得出两个小球之间的相互作用力大小和方向。
五、结论本实验验证了动量守恒定律，并探究了减少误差的方法。
1.2动量定理课件-高二上学期物理人教版选择性3
学习目标
新知学习
课堂总结
知识点二 动量定理
1.内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．
2.表达式 mv′－mv＝F(t′－t) 或 p′－p＝I
学习目标新知学习源自课堂总结3.对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。 (2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量 不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要是一维的问题，要注意 正方向的规定。 (3)动量的变化率和动量的变化量
第一章 动量守恒定律
第2节 动量定理
生活中的现象
船靠岸时边缘上的废旧轮胎 跳高用的海绵垫
摩托车头盔里的衬垫
物体碰撞会受到力的作用，物体动量变化和力有什么关系？
学习目标
新知学习
课堂总结
1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，理解动量定理及其表达式。 2.能够利用动量定理解释有关物理现象并进行有关计算。
学习目标
新知学习
课堂总结
7.动量定理的适用范围： (1)动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动 量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值； (2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中 的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题； (3)动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。 动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
学习目标
新知学习
知识点一 冲量
课堂总结
创设情景：质量为m的物体受到恒定的合力F的作用，做匀变速直线运动。
V
V'
F
学习目标
新知学习
课堂总结
1.2 动量 动量守恒定律
解得：F= -8.4×103N 负号表示力F的方向与初速度方向相反，力的大小 为8400N
5、体操述动员在落地时总要屈腿，这是为什么?
F 解： FΔt=mv'-mv
运动员的质量在整个过程中不变，速度变化相同 (从接触地面瞬间的最大速度减小到0)，由此可知， 当运动员在速度变化为0的过程中时间越长，运动 员脚部所受到的力越小，能保护腳部不被扭伤。
p′=m v′= - 8.1kgm/s
小为1260N，负号表示力的
③ F p p 1.26103 N 方向与垒球飞来的方向相
t
反。
动量定理解释生活现象
FΔt=mv'-mv
启示：要使物体的动量发生一定的变化，可以用较 大的力作用较短的时间，也可以用较小的力作用较 长的时间。
水泥地板
从同样的高度落到地面，
量），即
p = p' - p
动量的变化=碰后动量 - 碰前动量
②动量变化的三种情况： （只讨论前后速度共线的碰撞）
大小单独变化、
方向单独改变、
大小和方向都改变。
例1： 一个质量m= 0.1 kg 的钢球，以ʋ = 6 m/s 的速度水平向右运动，碰到 一个坚硬物后被弹回，沿着同一直线以ʋ'= 6 m/s 的速度水平向左运动，如 图所示。碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？
FΔt=mv'-mv
①适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适用于 随时间变化的变力。对于变力，动量定理中的 F 应理 解为变力在作用时间内的平均值。
②优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。 （与动能定理类似）
1.2动量守恒定律
在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在 平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续 运动，求货车碰撞后的运动速度。 v1 m1 m2
5、两个同学相互作用前后，系统的总动量有什么变化呢？
实验与探究
两个滑块装上相同的挡光板，放在气垫导轨的两端。使两 滑块相向匀速运动，发生碰撞后，两滑块朝相反的方向做匀速 运动。测量挡光板通过光电门的时间，就可计算出滑块的速度。
两滑块在碰撞前后，它们的总动量变化了吗？
数据处理
左滑块
两滑块质量相等，都为m
1 碰撞前动量 碰撞后动量 2 3
右滑块
碰撞前动量
1
2
3
碰撞后动量
左右滑块组 成的系统
1 碰撞前动量 碰撞后动量
2
3
实验结论：
两滑块构成的系统，所受合外力为 零，该系统在相互作用前后的动量不变。
三、动量守恒定律的推导
在光滑的水平地面上，有质量为m1、m2的两小球A、B 它们分别以速度v1、v2同向运动，且v1>v2。当A追上B时， 它们发生碰撞，碰撞后两球的速度发生了变化，A、B分别 ' ' 以速度 v1 沿着原方向运动。 和v2 v1 v2
v
F1
' 1
v
B
' 2
A
B
A B
F2
A
v1
A
v2
B
F1
v
A B
F2
' 1
v
B
' 2
A
由动量定理得：
' 对于A球： F1t m1v1 m1v1 ' 对于B球： F2t m2v2 m2v2
1.2动量定理
=mvn-mv0
Ft mv2 mv1
一.【实验探究】探究力F与动量变化的关系
实验方案：
一、探究变力与动量变化的关系【得出结论】
得出结论
F
_ F1Δt+F2Δt+F3Δt+……FnΔt
F t =mv2-mv1
动量定理
t
v1 恒力F
v2 F
0
Ft mv2 mv1
Ft mv2 mv1
若P改变，FL一定会变吗？
1 动量守恒定律
1.2 动量定理
提出问题
引起动量改变的原因是 ？
力
动量改变
动量改变与力有什么关系？
二.【理论推导1】力F与动量变化的关系
模型建立
v1 恒力F v2 F
在光滑水平面上，质量为m的物体，在恒定力F作用下运动时间 为t，速度由v1变成v2
理论推导 F与mv2-mv1的关系
F=ma a v2 v1
t ……
FnΔt=mvn-mvn-1
一、探究变力与动量变化的关系 【理论推导】
F
FF1Δt=mv1-mv0
F2Δt=mv2-力 的1与 积作 累用时间
t
F3Δ…t=F…mtv3-mv2 t
0
F1Δt+F2Δt+F3Δt+……FnΔt
F0nΔt=mvn-mvn-1
=mv1-mv0 +mv2-mv1 +mv3-mv2+…..+mvn-mvn-1
t
F m v2 v1 t
Ft mv2 mv1
实验结论 Ft mv2 mv1
评价质疑
结合实际情况，你对结论得出是否会有质疑？
二.【理论推导2】变力与动量变化的关系
1.2动量守恒定律
（1） 所以网球的动量变化：
△p=mvt-mv0=0.2×20-0.2× （-10） kgm/s=6kgm/s 所以网球的动量变化的大小为 6kgm/s，方向与 初速度方向相反。
球拍对网球的平均作用力大小为 60N， 方向与 初速度方向相反。
练习：课本P9 1、2、4、5 、9
动量及其变化
鸡蛋落地 教材6 思考： 1.同一高度落地，落地速度一样吗？ 一样 2.落地后速度是一样吗？速度的变化一样吗？
一样 一样
3.两次落地，鸡蛋碰撞的作用时间一样吗？哪 个长？
鸡蛋落入海绵碰撞的时间长 由这个例子可以看出：鸡蛋的撞击效果跟时间、 撞击速度等有关系！！
一个质量为m的物体，在合力F的作用下，经过时 间t后，速度由v0变为vt
物体的动量（符号P） 1.定义： 物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量 2.公式： p=mv 3.单位： 千克•米/秒（kg•m/s) 4. 矢量性：动量的方向与速度方向相同 5. 瞬时性：因为速度具有瞬时性 6、动量的变化量: △P=P2-P1 (即末动量-初动量)
下面我们探究一下这些问题!!
练习1：如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的 接触是光滑的、子弹A沿水平方向射入留在木块 内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧 合在一起作为研究对象。则此系统在从子弹开始 射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中： A、动量守恒、机械能守恒 B、动量不守恒、机械能不守恒 B C、动量守恒、机械能不守恒 D、动量不守恒、机械能守恒
f
F1
F2
马和车构成的系统，则他们受到的摩擦力 则为这个系统的外力。
动量守恒的推导
设碰前，碰后两球速度分别为： 1球V 1,V 1 '； 2球V 2,V ' 2 碰时受力分别为F1、F2 ,碰撞时间为△t 对1用动量定理
动量守恒定律 课件(18张)
小结：动量守恒
动量守恒定律是自然界最重要的 最普遍的规律之一，它不仅适用于宏 观系统，也适用于微观系统；不仅适 用于低速运动，也适用于高速运动。 还适用于由任意多个物体组成的系统， 以及各种性质的力之间。这一定律已 成为人们认识自然、改造自然的重要 工具。
布置作业：
后，两球速度变为v1’和v2’，仍在原来直 线上运动。试分析碰撞中，两球动量变
化有什么关系？
v1
m1
v2
m2
隔离法：
1、对两个球碰撞的时候受力分析：
2、如果碰撞时间为t，那么 v1 m1 v2 m2
一球和二球的动量变化是多
少呢？(以向左为正方向)
F1
对一球：m1v1' m1v1 F1t
对二球：m2v2' m2v2 F2t
牛顿摆
X射线的散射是单个电子和单个光子发生弹性碰撞的 结果
从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现 动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察 到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就 会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜 利告终。如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按 动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室 照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反 常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子 既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到 1956年人们才首次证明了中微子的存在。
车，发射炮弹)
应用动量守恒定律解题的步骤
一般步骤 （1）分析题意，明确研究对象。 （2）受力分析，判断是否动量守恒。 （3）规定正方向，确定始、末状态；
（4）列方程求解。
例一：
光滑水平面上，质量为m的小球A以速 率v运动时，和静止的小球B发生碰撞， 碰后A球的速率变为v/2，已知B球的 质量为3m。求B球的速度。
2013年沪科物理选修3-5课件：第1章1.2
特别提醒：运用动量守恒定律解题时，所列方程
中的速度或位移必须是相对同一参考系，一般取 地面为参考系，如果题目中给出的速度或位移不 是相对同一参考系，则必须先将它们转化为相对 同一参考系，然后再列方程求解．
课堂互动讲练
探究动量守恒定律 某同学设计了一个用打点计时器探究碰 撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有 橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与 原来静止在前方的小车B相碰并粘成一体，续 继做匀速直线运动．他设计的具体装置如图1 －2－3所示．在小车A后连着纸带，电磁打点 计时器电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木 片用以平衡摩擦力．
确定研究系统——车厢和物体→
分析系统受力情况→判断系统动量守恒→用动量 守恒定律求解．
【自主解答】 物体和车厢组成的系统所受的合 外力为零， 物体与小车发生碰撞 n 次的过程中系 统的动量守恒，只考虑初、末状态，忽略中间过 程，则 m 的初速度为 v1＝v0，M 的初速度为 v2 ＝0；作用后它们的末速度相同即 v1′＝v2′＝v 由动量守恒定律 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′， 得 mv0＝(m＋M)v mv0 解得 v＝ ，方向与 v0 相同，向右．选项 C m＋M 正确．
变化时，这个力可能就变为外力．
2．内容 不受外力 所受合外力为零 如果一个系统_________，或者________________， 那么这个系统的总动量保持不变． 3．守恒条件 (1)系统不受外力作用． 零 (2)系统受外力作用，但合外力为___． 4．表达式 对 两 个 物 体 组 成 的 系 统 ， 常 写 成 ： p 1 ＋ p2 ＝ p1′＋p2′ m1v1′＋m2v2′ __________或m1v1＋m2v2＝_________________.
物理：1.2《动量-动量守恒定律》课件-(粤教版选修3-5)
理论推导
由牛顿第三定律：F1t= - F2t
p1 ' p2 ' p1 p2
即m 1v1 ' m1v1 ( m2v2 ' m2v2 ) 得
m1v1 ' m2v2 ' m1v1 m2v2
' p ' p p 或 p1 p ' p ' p p p ' p ' p p 2 1 p ' p ' p p 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1
1.动量的变化量：末动量与初动量的差△P＝P2－P1 2. 计算方法：初动量、末动量在同线时，规定正方向， 进行代数运算.
情景问题
1、两个小球在光滑水平面上碰撞
Ｖ１＞Ｖ２
碰撞时1球和2球所受平均作用力分 别是F1和F2,作用时间t 对1球F1t m1v1 ' m1v1对2球 F2t m2v2 ' m2v2
相互作用的物体所组成的系统，如
果不受外力的作用，或它们所受外力和
为零，则系统的总动量保持不变。这个 结论叫做—— 用数学表达式表示为：
F外 = 0时， p'= p
适用条件：
1. 系统不受外力；
2. 系统受外力，但外力的矢量和为零；
适用条件： 1. 系统不受外力； 2. 系统受外力，但外力的矢量和为零； 3. 系统所受合外力不为零, 但内力远远大 于外力；(爆炸,碰撞)
适用条件： 1. 系统不受外力； 2. 系统受外力，但外力的矢量和为零； 3. 系统所受合外力不为零, 但内力远远大 于外力； 4. 当系统在某个方向满足上述三点一, 则 这个方向上动量守恒
物理人教版(2019)选择性必修第一册1.2动量定理(共16张ppt)
三、动量定理的应用
1、应用动量定理解释生活现象
由Ft=ΔP可知： ΔP一定，t短则F大， t长则F小；
现在你能解释一下这些轮胎 的作用了吗？请你说说看！
——缓冲装置
包装用的泡沫材料
你还能举出生 活中哪些类似 的例子呢？
汽车的安全气囊
安全头盔里的海绵
跳高比赛里的海绵垫
解：以垒球飞向球棒时的方向为正方向，
由动量定理 FΔt=mv'-mv
可得垒球所受的平均作用力为
F mv mv 0.18kg (45m / s 25m / s) 6300 N
t
0.002 s
负号表示力的方向与正方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反
总结 应用动量定理定量计算的一般步骤：
5、物理意义：反映了力对时间的积累效应，冲量是过程量
二、动量定理
1、内容：物体在一个过程中所受合外力的冲量等于这个过程物体的动 量变化，这个关系就是动量定理
2、表达式：F合∆t=mvʹ – mv 或 I合=∆p
3、理解： （1）表明合外力的冲量或者是各个力冲量的矢量和是动量变化的原因 （2）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同
加速度：a v v v
F
t t
F 作用了时间∆t
ʋ
F
ʋʹ
由牛顿第二定律F = ma可得 F m v v mv mv p p
t
t
t
即：F∆t=pʹ–p
一、冲量
１、定义：力和力的作用时间的乘积，叫做力的冲量，用I表示
2、定义式： I=FΔt
3、单位：牛·秒，符号是N·s 4、矢量性：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟 这力的方向相同
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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。
②矢量性：动量的方向与速度方向一致。
（2）动量的变化量：
④条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒；
板式设计
作业布置
家庭作业与活动1、2
教学后记
（2）内力：系统内物体相互间的作用力
（3）外力：外物对系统内物体的作用力
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。
3．动量守恒定律（law of conservation of momentum）
课时计划
课题
1.2探究动量守恒定律
课堂类型
新授课
课时
1
累计课时
教学
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
教学重点
及难点
重点：动量的概念和动量守恒定律
难点：动量的变化和动守恒的条件
主要教学
方法
启发、引导，学生讨论、交流
教具
CAI
教学过程及时间分配
主要教学内容
（一）引入新课
上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。
（二）进行新课
1．动量（momentum）及其变化
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。
强调指出：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-mΔυ1矢量差
2．系统内力和外力
【学生阅读讨论，什么是系统？什么是内力和外力？】
（1）系统：相互作用的物体组成系统。
（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
公式：m1υ1+m2υ2=m1υ1′+m2υ2′
（2）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同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的）