一輪復習動量守恒定律教學探索

李榮妹

摘要：本文主要探索在高考第一輪復習中如何讓學生學會判斷系統是否動量守恒及其應用。

關鍵詞：高三物理;動量守恒定律;教學探索

2021年廣東高考物理已經拉下序幕，其中計算題第13題再次出現了動量守恒定律這一考點。在2018年全國卷2中的計算題也出現這個考點的身影。由此可看出動量守恒定律一直是高考的高頻考點，但同時又是一大難點，很多高三學生很難理解動量守恒定律的適用條件與應用方法。動量守恒定律在高三第一輪復習中主要用3個課時或4個課時，本文擬就第1課時提出粗淺的看法。

一、理解動量守恒定律

1.內容：物體在碰撞時，如果系統所受到的________為零，則系統的總動量保持不變。

讓學生填寫橫線上的內容，讓他們明白“系統所受到的合外力為零”是條件，“系統的總動量保持不變”是結果。然后創設一個具體的物理情境，推導其公式。如圖1所示在光滑水平面上，質量m1的球以速度V1運動，質量為m2的球沿同一直線以速度V2向前運動，且V1>V2，經過一段時間兩球相遇，碰撞后的速度分別為V1’、V2’。

2.表達式

（1）p=p′，系統相互作用前的總動量p等于相互作用后的總動量p′。

（2）m1v1+m2v2=_____________，相互作用的兩個物體組成的系統，作用前的動量和等于作用后的動量和。

（3）Δp1=_______，相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向。

（4）Δp=0，系統總動量的增量為零。

動量守恒定律雖然有不同的表達式，但其實都是一個意思。教師要運用圖1引導學生理解4個表達式的意義，讓學生加深理解。其中要注意動量守恒定律的四個特性：①相對性，公式中v1、v2、v1′、v2′必須相對于同一個慣性系，即四個速度都是對地速度;②同時性，公式中v1、v2是在相互作用前同一時刻的速度，v1′、v2′是在相互作用后同一時刻的速度;③矢量性，應先選取正方向，凡是與選取的正方向一致的動量為正值，相反為負值;④普適性，不僅適用于低速宏觀系統，也適用于高速微觀系統。

3.動量守恒的條件

（1）理想守恒：系統不受外力或所受外力的矢量和為零，則系統動量守恒。

（2）近似守恒：系統受到的外力矢量和不為零，但當內力遠大于外力時，系統的動量可近似看成守恒。如：碰撞、爆炸、反沖現象

（3）某一方向上守恒：系統在某個方向上所受外力矢量和為零時，系統在該方向上動量守恒。

就以上三個條件分別創設相應的情景讓學生學會判斷系統動量是否守恒。

如圖2所示，情景1：在光滑的水平面上

放置AB兩個小滑塊，并用彈簧和輕繩連接。現燒斷繩子，AB和彈簧組成的系統動量守恒嗎？，先讓學生對其系統進行受力分析，得出系統F合=0，滿足第一個條件，由此推出該系統動量守恒。情景2：如果鎖定A呢？（假如A左邊有一塊固定的墻壁）其它條件不變，AB和彈簧組成的系統動量還守恒嗎？先讓學生對該系統進行受力分析，燒斷細線后，彈簧在恢復到原長的過程中，A球一直受到墻壁的作用力，故系統在水平方向合外力不為零，此過程系統動量不守恒。當彈簧恢復到原長后，B物體繼續向右運動拉伸彈簧，A離開墻壁，此過程及以后系統動量守恒。

如圖3所示，情景：豎直上拋一塊手榴彈上升到最大高度后炸成兩塊，手榴彈炸裂前后動量是否守恒？先問學生，手榴彈所受合外力是否為零呢？手榴彈在空中會受到重力的作用，即合外力不為零，但是爆炸時其內力遠遠大于重力，滿足第二個條件，因此手榴彈炸裂前后動量守恒。

如圖4所示，情景：水平面光滑，P不固定，

小滑塊Q從頂端滑下，Q、P組成的系統總動量守恒嗎？水平方向系統動量守恒嗎？對于這種情景，部分學生在理解上會有點吃力，教師要引導學生去思考單個物體的運動情況從而判斷受力情況。在豎直方向上，Q滑塊向下加速運動，說明加速度不為零，即合外力不為零，Q又是系統的一部分，因此可判斷出Q、P組成的系統動量不守恒。水平面是光滑的，整個系統水平方向不受外力，因此水平方向系統動量守恒。

二、應用動量守恒定律

例1.如圖5所示，兩個滑塊A、B靜置于同一光滑水平直軌道上。A的質量為m，現給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發生碰撞，碰后A、B分別以 ， 的速度向右運動。求：

（1）B的質量;

（2）碰撞過程中A對B的沖量的大小。

解析：（1）以向右為正方向，A、B碰撞滿足動量守恒

三、總結

例1是一道很簡單的計算題，90%的學生都可以完成。這道例題的設置主要是引導學生如何正確使用動量守恒定律：研究對象是誰？選取哪個過程？這個過程滿足什么物理規律？還要引導學生如何規范書寫。規范的書寫應包括：①必要的文字說明②核心方程③數據。

例2難度中等，把動量守恒與機械能結合起來，這種題型也是高考常見題型。

例3是多物體多過程問題，難度稍大。面對多物體多過程的解決方法依然是緊抓三個要點：研究對象是誰？選取哪個過程？這個過程滿足什么物理規律？逐個分析，逐一擊破。

3個例題是有梯度的，基礎-中等-稍難，逐步提升，符合學生的認知規律。動量守恒定律一直是高三復習的一個重點難點，本文作者做的一次教學探索僅供大家參考，若有不妥之處，還望指正。