师：同学们，今天我们一起来学习高中物理粤教版选择性必修一第一章第四节动量守恒定律的应用第一课时。
本堂课有三个学习目标：第一，深刻理解动量守恒定律，会用它解决生产生活中的问题；第二，知道应用动量守恒定律解决问题时的注意事项和一般步骤；第三，了解动量守恒定律的普遍适用性。
通过前面的学习，我们知道若一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，这个系统的动量就保持不变。所以，要判断系统动量是否守恒，可以从两个思路入手：第一，从现象看系统的动量大小和方向是否发生变化；第二，从条件看系统所受合外力是否为零。
下面我们一起来判断四种情境下系统动量是否守恒。
情境a：以物体和弹簧组成的系统为研究对象，系统初动量为零。剪断细绳后物体具有向右的速度，系统的动量增大。从受力分析图可知，因为受到墙壁的弹力F，系统合外力不为零，所以系统动量不守恒，选项a错误。
情境b：以子弹和木块组成的系统为研究对象，若地面光滑，系统合外力为零，系统动量守恒；若地面粗糙，由于子弹打在木块上作用时间极短，内力远大于外力，地面摩擦力可以忽略，也可认为系统动量守恒，选项b正确。
情境c：以斜面和木块组成的系统为研究对象，系统初动量为零。释放木块后，木块具有沿斜面向下的速度，而斜面静止，系统动量增大。从受力分析图可知，因为受到固定挡板的弹力F，系统合外力不为零，系统动量不守恒。
情境d：以斜面和木块组成的系统为研究对象，系统初动量为零，释放后斜面速度水平向右，物体速度斜向下，系统动量不为零，故系统总动量不守恒。但从受力分析图可以看出，系统水平方向合外力为零，则水平方向动量守恒，选项d错误。所以本题答案选b。
通过上面的分析，系统动量守恒的条件可拓展总结为以下四种情况。特别注意第三点，近似条件：虽然系统所受合外力不为0，但系统内力远大于外力，外力可忽略不计，则系统动量近似守恒；第四点，单向条件：系统总的来看不符合上述条件，但在某一方向上符合上述某一条件，则系统在该方向上动量守恒。
动量守恒定律在日常生活中比较常见，在物理学中是最常用的普适定律之一，在理论探索和实际应用中都发挥了巨大作用。下面我们从几个案例来探索动量守恒定律的应用。
首先，我们来了解2022年北京冬奥会的首赛项目——冰壶。冰壶，又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的投掷性竞赛项目。该项目分两队，双方在冰场两端以相对方向的垒圈为目标，投掷冰壶使之溜进垒圈或接近垒圈。下面我们一起欣赏北京冬奥会冰壶混双比赛片段，中国队对阵澳大利亚队，并思考回答以下几个问题。
问题一：冰壶碰撞的过程，两个冰壶所组成的系统动量守恒吗？因为冰壶与冰面之间的动摩擦因数很小，摩擦力很小，且冰壶碰撞时间极短，内力远大于外力，摩擦力可忽略不计，可认为系统所受合外力为零。结论是无论正碰还是斜碰，系统动量均守恒。
问题二：碰后冰壶的速度发生变化吗？如何变化？通过视频可以看出，碰后入射的黄色冰壶速度减小。那能否定量计算出碰撞后冰壶的速度呢？物理研究问题都是从简单到复杂，我们先从一维碰撞开始。假定在某次投掷中，黄色冰壶运动一段时间后，以0.4米每秒的速度与静止的红色冰壶发生正碰。碰后红色冰壶以0.3米每秒的速度向前滑行，已知两个冰壶质量相等，求碰后黄色冰壶的速度。
根据情境进行物理建模，把冰壶看成质点，用两个小球表示，质量均为m，分别标上碰撞前后的速度V0和V2。难点是碰后黄色冰壶的速度方向不确定，可假定沿正方向设为V1。求解过程如下：设碰前速度方向为正方向，根据系统动量守恒定律，有MV0 = MV1 + MV2，解得V1 = 0.1米每秒。需要注意的是，速度是矢量，还得说明方向，因为结果为正值，说明沿假设的方向，即速度方向不变。通过上面的分析，我们可以总结出应用动量守恒定律应注意其矢量性，一维相互作用时应选定正方向，用正负号表示速度的方向。
问题三：冰壶运动中，除了冰壶碰撞过程外，还有哪些过程也遵循动量守恒定律？掷壶过程也遵循动量守恒定律。掷壶时冰壶与冰面之间的摩擦力可以忽略不计，运动员和冰壶组成的系统水平方向可视为合外力为零，故系统水平方向动量守恒。那冰壶出手后，运动员的速度又如何变化呢？
假设掷壶运动员手持冰壶从本垒的圆心向前的速度为V0 = 1米每秒，至前卫线冰壶出手瞬间，冰壶在水平方向上相对于手的速度V1 = 2米每秒。已知掷壶运动员的质量M = 60千克，冰壶的质量m = 20千克。试分析冰壶出手后运动员的速度如何变化。
首先根据情境进行物理建模，把运动员和冰壶看成质点，用两个方块表示，质量分别为M和m，分别标上碰撞前后的速度。这里难点有两个：第一，掷壶后运动员的速度方向不确定，可假设沿正方向设为v；第二，题目已知的是掷壶后冰壶相对于手的速度V1 = 2米每秒，需要转化为对地速度v + V1。求解过程如下：以地面为参考系，取初速度方向为正方向，则根据系统动量守恒定律，有(M + m)×V0 = Mv + m×(v + V1)，代入数据可以求得v = 0.5米每秒。注意，速度是矢量，还得说明方向，因为结果为正，说明速度沿假设的方向，即速度方向不变。通过上面的分析，可以总结应用动量守恒定律分析掷壶过程需要注意以下两点：第一，同系性，各速度必须是相对于同一参考系的速度，一般以地面为参考系；第二，同时性，初状态总动量中各速度是相互作用前同一时刻的瞬时速度，末状态总动量中各速度是相互作用后同一时刻的瞬时速度。