高中物理 16.2《动量守恒定律（一）》导学案 新人教版-选修3-5

用心 爱心 专心 1 1616 2 2 动量守恒定律 一 学案导学动量守恒定律 一 学案导学 教学目标 教学目标 理解动量的概念 明确动量守恒定律的内容 理解守恒条件和矢量性 理解理解动量的概念 明确动量守恒定律的内容 理解守恒条件和矢量性 理解 总动总动 量量 就是系统内各个物体动量的矢量和 就是系统内各个物体动量的矢量和 1 1 动量 动量 momentummomentum 及其变化 及其变化 1 动量的定义动量的定义 物体的质量与速度的乘积 称为 物体的 动量 记为p mv 单位 kg m s 读作 千克米每秒 理解要点 状态量 动量包含了 参与运动的物质 与 运动速度 两方面的信息 反映了由这 两方面共同决定的物体的运动状态 具有瞬时性 相对性 这是由于速度与参考系的选择有关 通常以地球 即地面 为参考系 矢量性 动量的方向与速度方向一致 运算遵循矢量运算法则 平行四边形定则 运算遵循矢量运算法则 平行四边形定则 例 1 关于动量的概念 下列说法正确的是 A 动量大的物体惯性一定大 B 动量大的物体运动一定快 C 动量相同的物体运动方向一定相同 D 动量相同的物体速度小的惯性大 2 2 动量的变化量 动量的变化量 定义 若运动物体在某一过程的始 末动量分别为p和p 则称 p p p为物 体在该过程中的动量变化动量变化 强调指出 动量变化 p是矢量 方向与速度变化量 v相同 一维情况下 p m m 2 m 1 矢量差 例 2 一个质量是 0 1kg 的钢球 以 6m s 的速度水平向右运动 碰到一个坚硬的障碍 物后被弹回 沿着同一直线以 6m s 的速度水平向左运动 碰撞前后钢球的动量有没有变化 变化了多少 用心 爱心 专心 2 2 系统系统 内力和外力内力和外力 1 系统系统 相互作用的物体组成系统 2 内力内力 系统内物体相互间的作用力 3 外力外力 外物对系统内物体的作用力 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件 两球碰撞时除了它们相互间的作用力 系统的内力 外 还受到各自的重力和支持力的 作用 使它们彼此平衡 气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计 所以说m1和m2系统不受外 力 或说它们所受的合外力为零 注意 内力和外力随系统的变化而变化 注意 内力和外力随系统的变化而变化 3 3 动量守恒定律 动量守恒定律 lawlaw ofof conservationconservation ofof momentummomentum 1 内容 一个系统不受外力或者所受外力的和为零 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 适用条件 系统不受外力或者所受外力的和为零 3 公式 p1 p2 p1 p2即m1 1 m2 2 m1 1 m2 2 或 p1 p2或 p总 0 4 注意点 研究对象 几个相互作用的物体组成的系统 如 碰撞 矢量性 以上表达式是矢量表达式 列式前应先规定正方向 同一性 即所用速度都是相对同一参考系 同一时刻而言的 条件 系统不受外力 或受合外力为 0 要正确区分内力和外力 条件的延伸 条件的延伸 a 当F内 F外时 系统动量可视为守恒 如爆炸问题 b 若系统受到的合外力不为零 但在某个方向上的合外力为零 则这个方 向的动量守恒 例如 如图所示 斜面体 A 的质量为 M 把它置于光滑的水平面上 一质量为 m 的滑块 B 从斜面体 A的顶部由静止滑下 与斜面体分离后以 速度 v 在光滑的水平面上运动 在这一现象中 物块 B 沿斜面体 A 下滑 时 A 与 B 间的作用力 弹力和可能的摩擦力 都是内力 这些力不予考 虑 但物块 B 还受到重力作用 这个力是 A B 系统以外的物体的作用 是外力 物体 A 也 受到重力和水平面的支持力作用 这两个力也不平衡 A 受到重力 水平面支持力和 B 对它的 弹力在竖直方向平衡 故系统的合外力不为零 但系统在水平方向没有受到外力作用 因 用心 爱心 专心 3 而在水平方向可应用动量守恒 当滑块在水平地面上向左运动时 斜面体将会向右运动 而 且它们运动时的动量大小相等 方向相反 其总动量还是零 注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别 例 3 在光滑水平面上 A B 两小车中间有一弹簧 如图所示 用手抓住小车并将弹簧 压缩后使小车处于静止状态 将两小车及弹簧看做一个系统 下列说法中正确的是 A 两手同时放开后 系统总动量始终为零 B 先放开左手 再放开右手后 动量不守恒 C 先放开左手 再放开右手后 总动量向左 D 无论何时放手 两手放开后 在弹簧恢复原长的过程中 系统总动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 思考与讨论 思考与讨论 如图所示 子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中 子弹与木块作为一个系统动量是否守恒 说明理由 四 四 作业 作业 问题与练习 2 3 4 题 课后补充练习 1 一爆竹在空中的水平速度为 若由于爆炸分裂成两块 质量分别为m1和m2 其中 质量为m1的碎块以 1速度向相反的方向运动 求另一块碎片的速度 2 小车质量为 200kg 车上有一质量为 50kg 的人 小车以 5m