(完整word版)动量守恒定律及其应用一

动量守恒定律及其应用

一、教学目标：

知识与技能

（1）掌握动量守恒定律的内容、条件和适用范围。

（2）会运用动量守恒定律的条件判断系统动量是否守恒。

（3）会熟练运用动量守恒定律分析有关现象，解决有关问题，加深对动量守恒定律的理解。

过程与方法

（1）通过分组学习，让学生学会合作，学会交流，学会探究。

（2）培养学生发现问题，提出问题和解决问题的能力以及分析，推理和归纳等能力。

情感态度与价值观

（1）结合物理学前沿进行教学，激发学生的求知欲，让学生体验科学态度、感悟科学精神。

（2）通过应用动量守恒定律，解决实际问题，培养学生关注生活的态度。二．重点、难点：

重点：会运用动量守恒定律的条件判断系统动量是否守恒，会运用动量守恒定律分析有关现象，解决有关问题。

难点：会运用动量守恒定律分析有关现象，解决有关问题。

三．教学方法：讲练法、归纳法、探究法和合作学习法

四．教学用具：教学课件、小黑板和学案。

五．教学过程设计：

﹙一﹚、复习总结、引入新课

在复习动量定理的基础上，指出动量定理的研究对象可以是一个单体，也可以是物体系统。对于一个物体系统，如果不受外力或外力之和为零，由动量定理可知，该系统的动量变化量总为零或不变，即动量守恒，从而引入本节复习课题。

﹙二﹚、新课教学

问题1．动量守恒定律的内容是什么？学生分组回忆，回答。

动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

说明：动量守恒不只是系统在初、末两时刻的总动量相等，而是在整个相互作用过程中任意两时刻的总动量相等。

问题2．动量守恒定律的表达式有哪些？学生合作分组讨论，总结归纳。

常用的四种表达式：

⑴．m1v 1 + m2v2 = m1v1′+m2v2′

⑵．P = P′

⑶．△p = 0

⑷．△p

1 = -△p

2

问题3．如何判断系统动量是否守恒，即动量守恒定律的适用条件是什么？

学生合作分组讨论，总结归纳。

动量守恒定律的适用条件：

⑴、系统不受外力或所受外力之和为零。

⑵、系统所受外力之和虽不为零，但比系统内力小得多。

⑶、系统所受外力之和虽不为零，但系统某一方向上不受外力或所受外力之和为零

问题4．如何从矢量、速度的瞬时性和相对性、研究对象和适用范围等方面

理解动量守恒定律？学生合作分组讨论，总结归纳。

动量守恒定律的五性:

⑴、矢量性。（动量守恒定律的表达式是一个矢量式）

⑵、瞬时性。（动量是个状态量，具有瞬时性）

⑶、相对性。（速度与参考系的选择有关，相互作用前后的速度必须针对同一参考系，一般选地面）

⑷．系统性。（动量守恒定律的研究对象是由两个或两个以上的物体组成的系统）

⑸．普适性。（无论宏观低速，还是微观高速都适用）

例1．A、B两物体质量之比M A : M B =3 ：2，他们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的轻质弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后（BCD）

A、若A、B与平板车表面间的动摩擦因数相同， A、B组成的系统动量守恒。

B、若A、B与平板车表面间的动摩擦因数相同，A、B、

C组成的系统动量守恒。

C、若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒。

D、若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒。

（引导学生思考．讨论．分析出结果，教师点评）

练习1.如图所示的装置中，木块与地面间无摩擦，子弹以一定的速度沿水平方向射向木块并留在其中，然后将弹簧压缩至最短。现将木块、子弹、弹簧作为研究对象，从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中，系统的( D )

A、动量守恒，机械能守恒。

B、动量守恒，机械能不守恒。

C、动量不守恒，机械能守恒

D、动量不守恒，机械能不守恒。

（练习1重在训练学生合作探究，教师要适时引导和帮助）

例2.质量为M 的小船以速度V 0行驶，船上有两个质量皆为m 的小孩a 和b ，分别静止站在船头和船尾，现小孩a 沿水平方向以速率v （相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩b 沿水平方向以同一速率 v （相对于静止水面）向后跃入水中，求小孩b 跃出后小船的速度.

（引导学生思考．讨论．分析出结果，教师点评）

解析 ： 对于船和两个小孩组成的系统，在从静止至两个小孩先后跳下的过程中，系统水平方向不受外力，所以动量守恒，

设定船前进的方向为正方向，

设小孩b 跃出后小船向前行驶的速度为V ，根据动量守恒定律：

（M ＋2m ）V 0＝MV ＋mv -mv

解得 V ＝（1＋M

m 2）V 0 方向与V 0的方向相同。 练习2. 总质量为M 的装砂的小车，正以速度v 0在光滑水平面上前进、突然车底漏了，不断有砂子漏出来落到地面，问在漏砂的过程中，小车的速度是

A 、变大

B 、变小

C 、不变

D 、无法确定

（引导学生思考．讨论．分析出结果，教师点评）

【错解】 质量为m 的砂子从车上漏出来，漏砂后小车的速度为v ，由动量守恒守律得： Mv 0=(M-m)v

解得： V=m

M Mv 0 即小车的速度发生变化，随着m 的增大而增大，砂子漏得越多，小车的速度越大。

【正确解答】 设质量为m 的砂子从车上漏出来，漏砂后小车的速度为V ，砂

子做平抛运动，在水平方向上的速度为v 0 ，

对于车和全部砂子，在质量为m 的砂子从车上漏出来至没有落地的过程中， 水平方向上由动量守恒定律得：

Mv 0=m v 0＋(M-m)v

解得： v=v 0 即砂子漏出后小车的速度是不变的。

问题5．通过例3解题过程的分析，应用动量守恒定律解题的基本思路是什么？学生合作分组讨论，总结归纳。

应用动量守恒定律解题的基本步骤：

⑴．明确研究对象，进行受力分析，过程分析。

⑵．判断系统动量是否守恒；

⑶．规定正方向明确过程初．末状态系统的动量；

⑷．应用动量守恒定律列式求解；

⑸．必要时进行求讨论。

练习3．如图所示，一对杂技演员（都视为质

点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A 点由静止

出发绕O 点下摆，当摆到最低点B 时，女演员在

极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚

好能回到高处A 。求男演员落地点C 与O 点的

水平距离s 。已知男演员质量m 1和女演员质量m 2之比

2

1m m =2,秋千的质量不计，秋千的摆长为R , C 点比O 点低5R 。

（重在训练学生合作探究，教师要适时引导和帮助）

解析：设分离前男女演员在秋千最低点B 的速度为v 0，由机械能守恒定律：

(m 1+m 2)gR=2

1(m 1+m 2)v 02 ①