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1、第一章第一章 动量和动量守恒定律动量和动量守恒定律第一课时动量守恒定律的理解学习目标物理与STSE1理解系统、内力、外力的概念2知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件3验证在系统不受外力作用的条件下，系统内物体相互作用时总动量守恒子弹打击光滑水平 滑块从固定在水平桌面上的木块的过 面上的上表面光滑程中，子弹和木块 的斜面上滑下，滑组成的系统动量守恒 块与斜面组成的系 统动量不守恒知识点一系统、内力与外力1系统：两个相互作用的物体组成一个力学系统2内力：系统中物体间的相互作用力3外力：系统外部其他物体对系统内物体的作用力知识点二动量守恒定律1内容：物体在碰撞时，如果系统所受合外力为零，
2、则系统的总动量保持不变2表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2.3成立条件(1)系统不受外力作用(2)系统受外力作用，但合外力为零 核心素养物理观念系统、内力、外力及动量守恒定律科学思维通过动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律，引导学生在研究过程中主动获取知识，同时在过程中培养学生协作学习的能力科学探究通过学生小组实验，验证动量守恒定律，培养学生动手能力、合作探究能力，以及分析归纳的能力科学态度与责任通过本节的学习，培养学生实事求是的科学态度和严谨的推理方法 小试身手1.(2021全国卷)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间
3、有摩擦用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统()A动量守恒，机械能守恒B动量守恒，机械能不守恒C动量不守恒，机械能守恒D动量不守恒，机械能不守恒解析：因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒故选B.答案：B2.如图所示，小车与木箱紧挨着静止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，下列说法中正确的是
4、()A男孩和木箱组成的系统动量守恒B小车与木箱组成的系统动量守恒C男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小不相等解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B错误；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，C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，D错误故选C.答案：C探究一动量守恒定律的条件和判断方法1研究对象：相互作用的物体组成的系统2动量守恒定律的成
5、立条件(1)系统不受外力或所受合外力为零(2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒(3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒【典例1】(多选)如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论是否同时放手，只要两手都放开后，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核心点拨(1)两手都放开后，系统在水
6、平方向上不受外力，合外力为零，系统动量守恒(2)只放开左手，系统在水平方向上受到右手向左的作用力，合外力不为零，系统动量不守恒解析：当两手同时放开时，系统所受的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，A正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，则放开左手时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，B错误，C、D正确答案：ACD系统动量守恒的判定方法(1)分析动量守恒时研究对象是系统，分清外力与内力(2)研究系统受到的外力矢量和(3)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
7、系统动量守恒(4)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1(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是()解析：A中子弹和木块的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受合力为零，系统动量守恒；B中在弹簧恢复原长过程中，系统在水平方向始终受墙的作用力，系统动量不守恒；C中木球与铁球的系统所受合力为零，系统动量守恒；D中木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒答案：AC2.如图所示，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的
8、系统()A动量守恒，机械能不守恒B动量不守恒，机械能不守恒C动量守恒，机械能守恒D动量不守恒，机械能守恒解析：在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零，则系统动量守恒；子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能不守恒故选A.答案：A3.在2022年北京冬奥会上，短道速滑接力是很具观赏性的项目比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上对两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是()A两运动员之间相互作用力做
9、的总功一定等于零B两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零C两运动员的动量变化一定相同D两运动员组成的系统动量和机械能均守恒解析：交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，总冲量一定为零，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，故A错误，B正确；交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，根据动量定理可知两运动员的动量变化大小相同，方向相反，故C错误；两运动员组成的系统所受合外力为零，动量守恒，但“交棒”运动员的推力对系统做功，系统机械能不守恒，故D错误故选B.答案：B探究二动量守恒定律的理解1动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义(1)pp：系统相互作用前的
10、总动量p等于相互作用后的总动量p.(2)m1v1m2v2m1v1m2v2：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和(3)p1p2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反(4)p0：系统总动量增量为零2动量守恒定律的几个性质(1)矢量性：公式中的v1、v2、v1和v2都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算(2)相对性：速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1和v2应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度(3)同时性：相互作用前的总动量，这个“前”是指相互
11、作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1、v2应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度【典例2】如图所示，质量为mB的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一质量为mA的物体A，一颗质量为m0的子弹以v0的水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v，子弹穿过物体A的时间极短已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止求：(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度vA；(2)平板车B和物体A的最终速度v共(设车身足够长)解析：(1)子弹穿过物体A的过程中，子弹和物体A组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得m0v0m0vmAvA，处理动
12、量守恒问题的一般思路(1)选取合适的系统为研究对象，判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件(2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量(3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解4.如图是中国队员投掷冰壶的镜头在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行若两冰壶质量相等，规定向前运动的方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为()A0.1 m/s B0.1 m/sC0.7 m/s D0.7 m/s解析：设冰壶质量为m，碰后中国队冰壶速度为vx，由动量守恒定律得mv0mvmvx，解得vx0.1
13、 m/s.答案：A5A、B两球沿同一条直线运动，下图记录了它们碰撞前后的运动情况其中a、b分别为A、B碰前的x-t图线，c为它们碰后的x-t图线若A球质量为1 kg，则B球质量是多少？由碰撞过程中动量守恒有mAvamBvb(mAmB)vc，代入数据得mB0.67 kg.答案：0.67 kg6甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量为M30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg，游戏时甲推着一个质量为m15 kg的箱子和他一起以大小为v02 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，甲把箱子推给乙，箱子滑到时乙迅速把它抓住若不计摩擦，则：(1)若甲将箱子相对地面以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示)(2)设乙抓住迎面滑来的相对地面的速度为v的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞，则箱子推出时的速度至少多大？(3)甲、乙不相撞的条件是v1v2，代入数据得v5.2 m/s，即箱子推出时的速度至少为5.2 m/s.答案：见解析
