一轮复习动量守恒定律教学探索

李荣妹

摘要：本文主要探索在高考第一轮复习中如何让学生学会判断系统是否动量守恒及其应用。

关键词：高三物理;动量守恒定律;教学探索

2021年广东高考物理已经拉下序幕，其中计算题第13题再次出现了动量守恒定律这一考点。在2018年全国卷2中的计算题也出现这个考点的身影。由此可看出动量守恒定律一直是高考的高频考点，但同时又是一大难点，很多高三学生很难理解动量守恒定律的适用条件与应用方法。动量守恒定律在高三第一轮复习中主要用3个课时或4个课时，本文拟就第1课时提出粗浅的看法。

一、理解动量守恒定律

1.内容：物体在碰撞时，如果系统所受到的________为零，则系统的总动量保持不变。

让学生填写横线上的内容，让他们明白“系统所受到的合外力为零”是条件，“系统的总动量保持不变”是结果。然后创设一个具体的物理情境，推导其公式。如图1所示在光滑水平面上，质量m1的球以速度V1运动，质量为m2的球沿同一直线以速度V2向前运动，且V1>V2，经过一段时间两球相遇，碰撞后的速度分别为V1’、V2’。

2.表达式

（1）p=p′，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。

（2）m1v1+m2v2=_____________，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）Δp1=_______，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。

（4）Δp=0，系统总动量的增量为零。

动量守恒定律虽然有不同的表达式，但其实都是一个意思。教师要运用图1引导学生理解4个表达式的意义，让学生加深理解。其中要注意动量守恒定律的四个特性：①相对性，公式中v1、v2、v1′、v2′必须相对于同一个惯性系，即四个速度都是对地速度;②同时性，公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度，v1′、v2′是在相互作用后同一时刻的速度;③矢量性，应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反为负值;④普适性，不仅适用于低速宏观系统，也适用于高速微观系统。

3.动量守恒的条件

（1）理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。

（2）近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。如：碰撞、爆炸、反冲现象

（3）某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在该方向上动量守恒。

就以上三个条件分别创设相应的情景让学生学会判断系统动量是否守恒。

如图2所示，情景1：在光滑的水平面上

放置AB两个小滑块，并用弹簧和轻绳连接。现烧断绳子，AB和弹簧组成的系统动量守恒吗？，先让学生对其系统进行受力分析，得出系统F合=0，满足第一个条件，由此推出该系统动量守恒。情景2：如果锁定A呢？（假如A左边有一块固定的墙壁）其它条件不变，AB和弹簧组成的系统动量还守恒吗？先让学生对该系统进行受力分析，烧断细线后，弹簧在恢复到原长的过程中，A球一直受到墙壁的作用力，故系统在水平方向合外力不为零，此过程系统动量不守恒。当弹簧恢复到原长后，B物体继续向右运动拉伸弹簧，A离开墙壁，此过程及以后系统动量守恒。

如图3所示，情景：竖直上抛一块手榴弹上升到最大高度后炸成两块，手榴弹炸裂前后动量是否守恒？先问学生，手榴弹所受合外力是否为零呢？手榴弹在空中会受到重力的作用，即合外力不为零，但是爆炸时其内力远远大于重力，满足第二个条件，因此手榴弹炸裂前后动量守恒。

如图4所示，情景：水平面光滑，P不固定，

小滑块Q从顶端滑下，Q、P组成的系统总动量守恒吗？水平方向系统动量守恒吗？对于这种情景，部分学生在理解上会有点吃力，教师要引导学生去思考單个物体的运动情况从而判断受力情况。在竖直方向上，Q滑块向下加速运动，说明加速度不为零，即合外力不为零，Q又是系统的一部分，因此可判断出Q、P组成的系统动量不守恒。水平面是光滑的，整个系统水平方向不受外力，因此水平方向系统动量守恒。

二、应用动量守恒定律

例1.如图5所示，两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上。A的质量为m，现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以 ， 的速度向右运动。求：

（1）B的质量;

（2）碰撞过程中A对B的冲量的大小。

解析：（1）以向右为正方向，A、B碰撞满足动量守恒

三、总结

例1是一道很简单的计算题，90%的学生都可以完成。这道例题的设置主要是引导学生如何正确使用动量守恒定律：研究对象是谁？选取哪个过程？这个过程满足什么物理规律？还要引导学生如何规范书写。规范的书写应包括：①必要的文字说明②核心方程③数据。

例2难度中等，把动量守恒与机械能结合起来，这种题型也是高考常见题型。

例3是多物体多过程问题，难度稍大。面对多物体多过程的解决方法依然是紧抓三个要点：研究对象是谁？选取哪个过程？这个过程满足什么物理规律？逐个分析，逐一击破。

3个例题是有梯度的，基础-中等-稍难，逐步提升，符合学生的认知规律。动量守恒定律一直是高三复习的一个重点难点，本文作者做的一次教学探索仅供大家参考，若有不妥之处，还望指正。