1.3 动量守恒定律 学案 （含解析）2025-2026学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

1.3　动量守恒定律 自主梳理 一、动量守恒定律的推导 1．系统：相互作用的两个或多个物体组成的_____． 2．内力：_____物体之间的相互作用力． 3．外力：_____物体对系统的作用力． 4．相互作用的两个物体的动量改变 (1)情景设置：如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别为m1 、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B追上A时两物体发生碰撞，碰撞后A、B的速度分别为v1′和v2′. (2)理论推导 根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即F1t＝_____． 物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即F2t＝_____． 根据牛顿第三定律F1＝－F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有m1v1′－m1v1＝－(m2v2′－m2v2)，m1v1′＋m2v2′＝_____． (3)结论形成：两个物体碰撞后的_____等于碰撞前的_____． 5．动量守恒定律：物体在碰撞时，如果系统_____，则系统的总动量保持不变． 二、动量守恒定律的验证 1．物理量的测量 确定研究对象，明确所需测量的物理量和实验器材，测量物体的质量和两个物体发生碰撞前后各自的速度． 2．实验方案： 利用斜槽实现两小球的一维碰撞 如图所示，让一个质量较大的小球从斜槽上滚下来，与放在斜槽前边小支柱上的另一质量较小的球发生碰撞，之后两小球都做平抛运动． (1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等．如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度．因此，只需测出两小球的质量m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离x1，以及碰撞后入射小球与被碰小球在空中飞出的水平距离x1′和x2′.若在实验误差允许的范围内m1x1与m1x1′＋m2x2′相等，就验证了两个小球碰撞前后的动量守恒． (3)让小球从斜槽的不同高度处开始滚动，进行多次实验． (4)器材：_____、两个大小相等而质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、刻度尺、_____、圆规． 3．实验步骤 (1)用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2，填入预先设计好的表格中． (2)安装实验装置． (3)使物体发生碰撞． (4)测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度，填入预先设计好的表格中． (5)改变碰撞条件，重复步骤(3)、(4)． (6)进行数据处理，通过分析比较，验证碰撞中的动量守恒． (7)整理器材，结束实验． 课堂探究 　实验原理与操作 　某同学设计如图甲所示的装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证碰撞过程中的动量守恒，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐． (1)碰撞后B球的水平射程是_____cm. (2)(多选)在以下的选项中，本次实验必须进行的测量是_____． A．水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，A、B两球落点位置到O点的距离 C．A、B两球的质量 D．G点相对于水平槽面的高度 (3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA，碰撞后A、B两球落点位置到O点的距离分别为xA′、xB′，A、B两球的质量分别为mA、mB，已知A、B两球半径均为r，则通过式子_____即可验证A、B两球碰撞中的动量守恒． 实验中应注意的事项 (1)保证两物体发生的是一维碰撞，即两个物体碰撞前 ... ...