高二物理动量守恒定律教案.doc

高二物理动量守恒定律教案教学目标：一、知识目标1、理解动量守恒定律的确切含义2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围二、能力目标1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律2、能运用动量守恒定律解释现象3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题（只限于一维运动）三、情感目标1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用重点难点：重点：理解和基本掌握动量守恒定律难点：对动量守恒定律条件的掌握教学过程： 动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后，动量怎样变化，那么两个或两个以上的物体相互作用时，会出现怎样的总结果？这类问题在我们的日常生活中较为常见，例如，两个紧挨着站在冰面上的同学，不论谁推一下谁，他们都会向相反的方向滑开，两个同学的动量都发生了变化，又如火车编组时车厢的对接，飞船在轨道上与另一航天器对接，这些过程中相互作用的物体的动量都有变化，但它们遵循着一条重要的规律 （）系统 为了便于对问题的讨论和分析，我们引入几个概念 1系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取 2内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力 3外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力，称为外力 内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力 （二）相互作用的两个物体动量变化之间的关系【演示】如图所示，气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处，在A、B间压紧一被压缩的弹簧，中间用细线把A、B拴住，M和N为两个可移动的挡板，通过调节M、N的位置，使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上，这样就可以用和分别表示A、B两滑块相互作用后的速度，测出两滑块的质量mm和作用后的位移和比较m和m 1实验条件：以A、B为系统，外力很小可忽略不计 2实验结论：两物体A、B在不受外力作用的条件下，相互作用过程中动量变化大小相等，方向相反，即pp或pp 【注意】因为动量的变化是矢量，所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同 （三）动量守恒定律 1表述：一个系统不受外力或受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律 2数学表达式：pp，对由A、B两物体组成的系统有：mAvA+mBvB= mAvA+mBvB （1）mA、mB分别是A、B两物体的质量，vA、vB、分别是它们相互作用前的速度，vA、vB分别是它们相互作用后的速度 【注意】式中各速度都应相对同一参考系，一般以地面为参考系 （2）动量守恒定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算 3成立条件 在满足下列条件之一时，系统的动量守恒 （1）不受外力或受外力之和为零，系统的总动量守恒 （2）系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒 （3）系统在某一方向上满足上述（1）或（2），则在该方向上系统的总动量守恒 4适用范围 动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一，大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足上述条件，动量守恒定律都是适用的 （四）由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律设两个物体m和m发生相互作用，物体1对物体2的作用力是，物体2对物体1的作用力是，此外两个物体不受其他力作用，在作用时间t内，分别对物体1和2用动量定理得：t p；t p，由牛顿第三定律得，所以pp，即：ppp或mv+mv= mv+mv 【例1】如图所示，气球与绳梯的质量为M，气球的绳梯上站着一个质量为m的人，整个系统保持静止状态，不计空气阻力，则当人沿绳梯向上爬时，对于人和气球（包括绳梯）这一系统来说动量是否守恒？为什么？ 【解析】对于这一系统来说，动量是守恒的，因为当人未沿绳梯向上爬时，系统保持静止状态，说明系统所受的重力（m）g跟浮力F平衡，那么系统所受的外力之和为零，当人向上爬时，气球同时会向下运动，人与梯间的相互作用力总是等值反向，系统所受的外力之和始终为零，因此系统的动量是守恒的 【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图，图中滑块A的质量为0.14kg，滑块B的质量为0.22kg，所用标尺的最小刻度是0.5cm，闪光照相时每秒拍摄10次，试根据图示回答：（1）作用前后滑块A动量的增量为多少？方向如何？（2）碰撞前后A和B的总动量是否守恒？ 【解析】从图中A、B两位置的变化可知，作用前B是静止的，作用后B向右运动，A向左运动，它们都是匀速运动mAvA+mBvB= mAvA+mBvB（1）vt.（ms）；vt.（ms）pmAvAmAvA.（.）.（kgm/s），方向向左（2）碰撞前总动量ppmAvA.*.（kgm/s）碰撞后总动量pmAvA+mBvB.*（.）+.*（./.）.（kgm/s）pp，碰撞前后A、B的总动量守恒【例3】一质量mA.kg，沿光滑水平面以速度vAm/s运动的物体，撞上静止于该水平面上质量mB.kg的物体B，在下列两种情况下，撞后两物体的速度分别为多大？（1）撞后第1s末两物距0.6m（2）撞后第1s末两物相距3.4m【解析】以A、B两物为一个系统，相互作用中无其他外力，系统的动量守恒设撞后A、B两物的速度分别为vA和vB，以vA的方向为正方向，则有：mAvAmAvA+mBvB；vBtvAts（1）当s.m时，解得vAms，vB.ms，A、B同方向运动（2）当s.m时，解得vAms，vB.ms，A、B反方向运动【例4】如图所示，A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg，A和B紧靠着放在光滑的水平面上，C以v0=25m/s的水