动量守恒定律及其应用公开课教案

1、动量守恒定律及其应用 三明二中 罗华权 教学目标 1知识和技能 （ 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 。 （3）会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、反冲等物体相互作用的问题。 2过程与方法： （1）通过讨论、交流、评价、归纳，总结应用动量守恒定律的基本解题思路和原则。 （2）通过变式练习，体会在不同情景下应用动量守恒定律，提高学生思维能力和迁移能力。 3情感、态度、价值观 （1）通过对问题的分析解决比较和总结建立物理模型，并能学会利用模型解决实际问题。 （2）通过自主参与，体会相互讨论、交流的重要性，培养合作学习的能力。 重点难点 1教学重点：动量

2、守恒定律、物理情景分析和物理模型的建立 2教学难点：应用动量守恒动量分析物理过程、灵活应用动量守恒定律 教学过程 引入课题： 2017 年高考考试大纲将选修 3-5 的内容列为必考内容，意味着动量这一章节将 成为今后高考必考考点，而动量守恒定律及其应用是动量这一章节的核心内容。今天，我们就对 动量守恒定律及其应用进行复习。 一、动量守恒定律 1. 内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不 变，这就是动量守恒定律。 2几种常见表述及表达式 （1）p= p，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量 p。 这种形式最常用，具体到实际应用时又有以下三种常见形式

3、： a. mivi+ mv2= mvi + mv2（适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统） b. 0 = mvi+ mv2（适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲、人船模型等， 两者速率与各自质量成反比 ） c. mivi+ mv2= （mi+ m）v（适用于两物体作用后结合为一体或具有相同速度的情况，如完全非 弹性碰撞 ） （2） pi = p2，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。 （3） p= 0,系统总动量的增量为零。 3适用条件 （1）理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。 （2）近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动

4、量可近似看成守 恒。 （3）分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。 -可编辑修改 - 4.动量守恒定律的“五性” 条件性 首先判断系统是否满足守恒条件 相对性 公式中V1、V2、V1、V2必须相对于冋一个惯性系 同时性 公式中V1、V2是在相互作用前冋一时刻的速度，V1、V2是相互作用后冋 一时刻的速度 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 普适性 不仅适用于低速宏观系统，也适用于高速微观系统 例1.如图所示，木块 a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上。 在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，当撤去外力后，下列

5、说法正确的是() A. a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B. a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒I f C. a离开墙后，a、b组成的系统动量守恒坯删瓢删厘匕二 D. a离开墙后，a、b组成的系统动量不守恒 【答案】BC 小结：如何判断系统动量是否守恒 在某一物理过程中，系统的动量是否守恒，与所选取的系统有关。判断动量是否守恒，必须 明确所研究的对象和过程，即哪个系统在哪个过程中，常见的判断方法有两种： (1) 直接分析系统在所研究的过程中始、末状态的动量，分析动量是否守恒。 (2) 分析系统在所研究的过程中的受力情况，看系统的受力情况是否符合动量守恒的条件。 二、弹性碰

6、撞和非弹性碰撞 1. 碰撞 碰撞是指两个物体相遇时，物体间的相互作用持续时间很短，而物体间的相互作用力很大的 现象。 2 .碰撞的特点 (1) 作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。 (2) 碰撞过程中，总动能不增加。因为没有其他形式的能量转化为动能。 (3) 碰撞过程中，当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最 大。 3 .碰撞的种类及遵从的规律 种类 遵从的规律 弹性碰撞 动量守恒，机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒，机械能有损失 完全非弹性碰撞 动量守恒，机械能损失最大 4 .关于弹性碰撞的分析 两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。 -可编辑

7、修改- 在光滑的水平面上， 质量为m 的钢球沿一条直线以速度vo与静止在水平面上的质量为m的 钢球发生弹性碰撞，碰后的速度分别是 Vi、V2 miv0 二 mivim2v2 i2 i 2 i2 miv0mivi 2 2 m2v2 2 由可得：vi = m m2 V0 mim2 v2v0 mi +m2 利用式和式，可讨论以下五种特殊情况: a当m2时，w 0 , v2 0 ,两钢球沿原方向原方向运动; b 当 m : m2 时, Vi : 0， V2 0 ,质量较小的钢球被反弹，质量较大的钢球向前运动; c.当 mi = m2时, W = 0 , V2二V0，两钢球交换速度。 -可编辑修改- d

8、 .当mi： m2时，vi : v0, v2 : 0 , mi很小时，几乎以原速率被反弹回来，而质量很大 的m几乎不动。例如橡皮球与墙壁的碰撞。 e .当m m2时，v叱v0, v2v0，说明m很大时速度几乎不变，而质量很小的m获 得的速度是原来运动物体速度的2倍，这是原来静止的钢球通过碰撞可以获得的最大速度，例如 铅球碰乒乓球。 例2 .如图所示，在光滑水平面上，三个物块A B、C在同一直线上，A和B的质量分别为nA= 2m m开始时B和C静止，A以速度V0向右运动，与 B发生弹性正碰，碰撞时间极短，然后 B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三个物块速度恰好相同.求B与C碰撞损失的机械能. %

9、2 2 【答案】3mv 3 小结：碰撞问题解题策略 (i)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件 (2)可熟记一些公式 ,例如“一动一静”模型中 ,列出相应方程求解。 ,两物体发生弹性正碰后的速度满足 mi -m2 二 V0 2m V2=V0 三、爆炸和反冲人船模型 i.爆炸的特点 (1) 动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外 力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒。(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量 (如化学能)转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加。 (3) 位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略

10、不计，可以认为 爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动。 2. 反冲 (1) 现象：物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动。 (2) 特点：一般情况下，物体间的相互作用力(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况： 动量守恒；动量近似守恒；某一方向动量守恒。 (3) 反冲运动中机械能往往不守恒。 (4) 实例：喷气式飞机、火箭等。 例3将静置在地面上，质量为 M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的 速度Vo竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结 束时火箭模型获得的速度大小是( ) m M厂 M m A.VoB V。C VoD v

11、o M m M - m M - m 【答案】D 例4 .一个静止的质量为 M的不稳定原子核， 当它放射出质量为 m速度为v的粒子后，原子核 剩余部分的速度为( ) -mv -mv -mv A.- B . C. |D来源：学(2)要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长？ 例9.如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面 上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑 块，求： (1) 小球到达最高点时小球和滑块的速度分别为多少 (2) 小球上升的最大高度. 小结：慢碰撞问题 慢碰撞问题指的是物体在相互作用的过程中 ，有弹簧、光滑斜面或光滑曲面等，使得作用不像 碰撞那样瞬间完成，并存在明显的中间状态，在研究此类问题时，可以将作用过程分段研究 ，也可 以全过程研究，因此可以看成多过程问题 例10.如图所示，金属杆a从离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑， 轨道的水 b的质量之比为ma : m = 3 : 4，水平轨道足够长，不计摩擦，求: （1）a和b的最终速度分别是多大？ （2）整个过程中回路释放的电能是多少 课堂总结： 应用动量守恒定律解题的步骤： （1）明确研究对象，确定系统的组成（系统包