高二物理《動(dòng)量守恒定律》教案

1、高二物理動(dòng)量守恒定律教案教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)目標(biāo)1、理解動(dòng)量守恒定律的確切含義2、知道動(dòng)量守恒定律的適用條件和適用范圍二、能力目標(biāo)1、運(yùn)用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律2、能運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解釋現(xiàn)象3、會(huì)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、計(jì)算有關(guān)問題（只限于一維運(yùn)動(dòng)）三、情感目標(biāo)1、培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸椒?、使學(xué)生知道自然科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的重大現(xiàn)實(shí)意義以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：理解和基本掌握動(dòng)量守恒定律難點(diǎn)：對(duì)動(dòng)量守恒定律條件的掌握教學(xué)過程： 動(dòng)量定理研究了一個(gè)物體受到力的沖量作用后，動(dòng)量怎樣變化，那么兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體相互作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)怎樣的總結(jié)果？這類問題在我們

2、的日常生活中較為常見，例如，兩個(gè)緊挨著站在冰面上的同學(xué)，不論誰推一下誰，他們都會(huì)向相反的方向滑開，兩個(gè)同學(xué)的動(dòng)量都發(fā)生了變化，又如火車編組時(shí)車廂的對(duì)接，飛船在軌道上與另一航天器對(duì)接，這些過程中相互作用的物體的動(dòng)量都有變化，但它們遵循著一條重要的規(guī)律 （）系統(tǒng) 為了便于對(duì)問題的討論和分析，我們引入幾個(gè)概念 1系統(tǒng)：存在相互作用的幾個(gè)物體所組成的整體，稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)可按解決問題的需要靈活選取 2內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力 3外力：系統(tǒng)外其他物體作用在系統(tǒng)內(nèi)任何一個(gè)物體上的力，稱為外力 內(nèi)力和外力的區(qū)分依賴于系統(tǒng)的選取，只有在確定了系統(tǒng)后，才能確定內(nèi)力和外力 （二）相互作用的兩個(gè)物體

3、動(dòng)量變化之間的關(guān)系【演示】如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上的A、B兩滑塊在P、Q兩處，在A、B間壓緊一被壓縮的彈簧，中間用細(xì)線把A、B拴住，M和N為兩個(gè)可移動(dòng)的擋板，通過調(diào)節(jié)M、N的位置，使燒斷細(xì)線后A、B兩滑塊同時(shí)撞到相應(yīng)的擋板上，這樣就可以用和分別表示A、B兩滑塊相互作用后的速度，測(cè)出兩滑塊的質(zhì)量mm和作用后的位移和比較m和m 1實(shí)驗(yàn)條件：以A、B為系統(tǒng)，外力很小可忽略不計(jì) 2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩物體A、B在不受外力作用的條件下，相互作用過程中動(dòng)量變化大小相等，方向相反，即pp或pp 【注意】因?yàn)閯?dòng)量的變化是矢量，所以不能把實(shí)驗(yàn)結(jié)論理解為A、B兩物體的動(dòng)量變化相同 （三）動(dòng)量守恒定律 1表述：一個(gè)系統(tǒng)不受外力

4、或受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律 2數(shù)學(xué)表達(dá)式：pp，對(duì)由A、B兩物體組成的系統(tǒng)有：mAvA+mBvB= mAvA+mBvB （1）mA、mB分別是A、B兩物體的質(zhì)量，vA、vB、分別是它們相互作用前的速度，vA、vB分別是它們相互作用后的速度 【注意】式中各速度都應(yīng)相對(duì)同一參考系，一般以地面為參考系 （2）動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是矢量式，解題時(shí)選取正方向后用正、負(fù)來表示方向，將矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算 3成立條件 在滿足下列條件之一時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 （1）不受外力或受外力之和為零，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒 （2）系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，可忽略外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒 （3

5、）系統(tǒng)在某一方向上滿足上述（1）或（2），則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒 4適用范圍 動(dòng)量守恒定律是自然界最重要最普遍的規(guī)律之一，大到星球的宏觀系統(tǒng)，小到基本粒子的微觀系統(tǒng)，無論系統(tǒng)內(nèi)各物體之間相互作用是什么力，只要滿足上述條件，動(dòng)量守恒定律都是適用的 （四）由動(dòng)量定理和牛頓第三定律可導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律設(shè)兩個(gè)物體m和m發(fā)生相互作用，物體1對(duì)物體2的作用力是，物體2對(duì)物體1的作用力是，此外兩個(gè)物體不受其他力作用，在作用時(shí)間t內(nèi)，分別對(duì)物體1和2用動(dòng)量定理得：t p；t p，由牛頓第三定律得，所以pp，即：ppp或mv+mv= mv+mv 【例1】如圖所示，氣球與繩梯的質(zhì)量為M，氣球的繩梯上站著一個(gè)質(zhì)

6、量為m的人，整個(gè)系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)空氣阻力，則當(dāng)人沿繩梯向上爬時(shí)，對(duì)于人和氣球（包括繩梯）這一系統(tǒng)來說動(dòng)量是否守恒？為什么？ 【解析】對(duì)于這一系統(tǒng)來說，動(dòng)量是守恒的，因?yàn)楫?dāng)人未沿繩梯向上爬時(shí)，系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，說明系統(tǒng)所受的重力（m）g跟浮力F平衡，那么系統(tǒng)所受的外力之和為零，當(dāng)人向上爬時(shí)，氣球同時(shí)會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，人與梯間的相互作用力總是等值反向，系統(tǒng)所受的外力之和始終為零，因此系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的 【例2】如圖所示是A、B兩滑塊在碰撞前后的閃光照片部分示意圖，圖中滑塊A的質(zhì)量為0.14kg，滑塊B的質(zhì)量為0.22kg，所用標(biāo)尺的最小刻度是0.5cm，閃光照相時(shí)每秒拍攝10次，試根據(jù)圖示回答：（

7、1）作用前后滑塊A動(dòng)量的增量為多少？方向如何？（2）碰撞前后A和B的總動(dòng)量是否守恒？ 【解析】從圖中A、B兩位置的變化可知，作用前B是靜止的，作用后B向右運(yùn)動(dòng)，A向左運(yùn)動(dòng)，它們都是勻速運(yùn)動(dòng)mAvA+mBvB= mAvA+mBvB（1）vt.（ms）；vt.（ms）pmAvAmAvA.（.）.（kg·m/s），方向向左·m/s）碰撞后總動(dòng)量pmAvA+mBvB.*（.）+.*（./.）.（kg·m/s）pp，碰撞前后A、B的總動(dòng)量守恒【例3】一質(zhì)量mA.kg，沿光滑水平面以速度vAm/s運(yùn)動(dòng)的物體，撞上靜止于該水平面上質(zhì)量mB.kg的物體B，在下列兩種情況下，撞后兩物體的速度分別為多大？（1）撞后第1s末兩物距0.6m（2）撞后第1s末兩物相距3.4m【解析】以A、B兩物為一個(gè)系統(tǒng)，相互作用中無其他外力，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒設(shè)撞后A、B兩物的速度分別為vA和vB，以vA的方向?yàn)檎较颍瑒t有：mAvAmAvA+mBvB；vBtvAts（1）當(dāng)s.m時(shí)，解得vAms，vB.ms，A、B同方向運(yùn)動(dòng)（2）當(dāng)s.m時(shí)，解得vAms，vB.ms，A、B反方向運(yùn)動(dòng)【例4】如圖所示，A、B、C三木塊的質(zhì)量分別為mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg，A和B緊靠著放在光滑的水平面上，C以v0=25m/s的水