1、2探究动量守恒定律

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2021_2022学年新教材高中物理第一章动量守恒定律1_2动量动量定理课件新人教版选择性必修1

2021_2022学年新教材高中物理第一章动量守恒定律1_2动量动量定理课件新人教版选择性必修1

3.如何确定动量变化量的大小和方向? 提示:方向:动量的变化量是矢量,其方向与物体速度变化量的方向相同。 大小:当物体初、末动量在同一直线上时,规定正方向,动量变化量的大小可通 过代数运算求得;当初、末动量不在同一条直 线上时,可应用平行四边形定则 求动量变化量的大小。
【结论生成】 1.动量的性质:(科学思维) (1)矢量性:方向与瞬时速度的方向相同,有关动量的运算,遵从矢量的平行四 边形定则。 (2)瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某时刻而言的。 (3)相对性:大小与参考系的选择有关,通常情况是指相对地面的动量。
【典例示范】 (2020·全国Ⅰ卷)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬 间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过 程中的作用,下列说法正确的是( ) A.增加了司机单位面积的受力大小 B.减少了碰撞前后司机动量的变化量 C.将司机的动能全部转换成汽车的动能 D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【解析】选D。a在竖直平面内做平抛运动,竖直方向是自由落体运动,b在斜面 上运动,受到重力和支持力,沿斜面向下是匀加速运动,加速度是g sin θ ,所 以b运动的时间长,故A错误;a、b在水平方向都是匀速运动,因为水平方向的初 速度相同,b运动时间长,所以沿x轴方向,b的位移大于a的位移,故B错误;a、 b两物体落地速度方向不同,速度不同,物体的动量p=mv也不同,故C错误;物 体在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,因为物体初状态的机械能相等,则 落地时的机械能相同,两物体落地时的重力势能相等,则动能相等,所以D选项 是正确的。
课堂互动探究
【主题一】动量及其变化 动量的概念及特点
【生活情境】 情境1:质量为2 kg的物体,速度由3 m/s增大为6 m/s。 情境2:质量为2 kg的物体,速度由向东的3 m/s变为向西的3 m/s。 情境3:A物体质量是2 kg,速度是3 m/s,方向向东,B物体质量是3 kg,速度是 4 m/s,方向向西。

物理教案二:探究动量守恒定律的实验设计

物理教案二:探究动量守恒定律的实验设计

物理教案二:探究动量守恒定律的实验设计探究动量守恒定律的实验设计动量守恒定律是物理学中非常基本和重要的一条定律。

它表明,在不受外力作用的情况下,物体的总动量是守恒的。

当然,我们也可以通过实验来验证这一定律。

那么,本篇文章就将介绍一下如何进行探究动量守恒定律的实验设计。

一、实验目的本实验旨在通过实验探寻动量守恒定律,验证它是否正确,并了解其中的物理原理。

具体实验目的如下:1、了解动量的定义和计算方法。

2、学习动量守恒定律并理解其物理意义。

3、通过实验验证动量守恒定律,并了解其中的物理原理。

4、掌握对实验数据的处理方法及数据分析技巧。

二、实验原理与方法1、实验原理动量:物体的动量是指它的质量乘以其速度,即p=mv。

单位为千克·米/秒(kg·m/s)。

动量守恒定律:在不受外力作用的条件下,物体的总动量是守恒的,即整个系统的初始动量等于系统的末动量。

这个定律可以用以下公式表示:m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f2、实验方法实验设备:车轮组、吊轮组、细线、挂钩、杆、电子数显天平等。

实验步骤:(1)首先固定车轮组,将吊轮组吊在杆的下端,用细线将挂钩和车轮组绑在一起,然后将挂钩挂在吊轮组的下端。

(2)记录车轮组的质量为m1,吊轮组的质量为m2,车轮组和吊轮组分别开始运动的速度分别为v1i和v2i。

(3)释放车轮组和吊轮组,使它们自由运动直到停下。

记录此时车轮组和吊轮组的末速度分别为v1f和v2f。

(4)用电子数显天平测量挂钩所受的重力,即G=10mg(m为挂钩质量)。

(5)利用实验数据计算得到物体的动量,并验证动量守恒定律。

三、实验注意事项1、本实验涉及物体的自由运动,应注意安全,以防止物体突然运动造成人身伤害。

2、实验设备应放置在水平面上,以防止斜摆造成实验误差。

3、实验数据的测量及记录要准确无误,并注意单位的换算,以保证实验结果的可靠性。

4、实验时必须保证系统不受外力干扰,以确保动量守恒定律的成立。

1.1-2物体地碰撞动量动量守恒定律(1)

1.1-2物体地碰撞动量动量守恒定律(1)

学案1 物体的碰撞 学案2 动量 动量守恒定律(1)[目标定位] 1.探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞.2.理解动量、冲量的概念,知道动量的变化量也是矢量.3.理解动量定理的确切含义,会用其来解释和计算碰撞、缓冲等现象.图1一、弹性碰撞和非弹性碰撞[问题设计] 演示实验:小明用如图1所示装置做实验.(1)如图1所示,让橡皮球A 与另一静止的橡皮球B 相碰,两橡皮球的质量相等,会看到什么现象?两橡皮球碰撞过程中总动能相等吗?(2)小明在A 、B 两球的表面涂上等质量的橡皮泥,再重复实验(1),可以看到什么现象?若两橡皮球粘在一起上升的高度为橡皮球A 摆下时的高度的14,则碰撞过程中总动能相等吗?[要点提炼]1.碰撞:碰撞就是两个或两个以上的物体在相遇的 时间内产生非常大的相互作用的过程.其最主要特点是:相互作用 ,作用力 和作用力峰值 等.2.弹性碰撞:两个物体碰撞后形变能够完全恢复,碰撞后没有动能转化为其他形式的能量,则碰撞前后两物体构成的系统的动能 .这种碰撞也称为完全弹性碰撞.3.非弹性碰撞:两个物体碰撞后形变不能完全恢复,该过程有动能转化为其他形式的能量,总动能 .非弹性碰撞的特例:两物体碰撞后粘在一起以共同的速度运动,该碰撞称为完全非弹性碰撞,碰撞过程能量损失最多.二、动量及其变化[问题设计] 假定一个质量为m 的物体,初速度为v ,在合力F (恒力)的作用下,经过一段时间Δt 后,速度变为v ′.求这一过程中m 、v 、v ′、F 、Δt 的关系.[要点提炼]1.冲量(1)定义式:I = 冲量是矢量,方向与力 的方向相同.(2)冲量是 (填“过程”或“状态”)量,反映的是力在一段时间内的积累效果.2.动量(1)定义式:p =mv ,动量是矢量,方向与 的方向相同,v 是相对速度.(2)动量是状态(填“过程”或“状态”)量,进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量.(3)动量和动能的表达式分别为p =mv 和E k =12mv 2.动量是矢量,而动能是 .当速度发生变化时,物体的动量发生变化,而动能不一定发生变化.(4)动量的变化Δp =p ′-p 的理解①Δp 是矢量:与 的方向相同.②若p ′、p 不在一条直线上,要用 求矢量差;若p ′、p 在一条直线上,先规定 ,再用正负表示p ′、p ,则可用Δp =p ′-p = 进行代数运算.3.动量定理(1)内容:物体所受合力的冲量等于 ,这个关系叫做动量定理,其表达式为 .(2)对动量定理的理解①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.②动量定理的表达式是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向.③公式中的F 是物体所受的合外力,若合外力是变力,则F 应是合外力在作用时间内的平均值.[延伸思考]运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物?一、对碰撞的理解例1 一个质量为2 kg 的小球A 以v 0=3 m/s 的速度与一个静止的、质量为1 kg 的小球B 正碰,试根据以下数据,分析碰撞性质:(1)碰后小球A 、B 的速度均为2 m/s ;(2)碰后小球A 的速度为1 m/s ,小球B 的速度为4 m/s.二、对动量及变化量的理解例2 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s ,假设球飞来的速度为50 m/s ,运动员将球以100 m/s 的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g ,试求:(1)羽毛球的动量变化量;(2)羽毛球的动能变化量.三、对动量定理的理解和应用例3 质量为0.5 kg 的弹性小球,从1.25 m 高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为0.8 m ,g 取10 m/s 2.(1)若地板对小球的平均冲力大小为100 N ,求小球与地板的碰撞时间;(2)若小球与地板碰撞无机械能损失,碰撞时间为0.1 s ,求小球对地板的平均冲力.物体的碰撞 动量⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 碰撞⎩⎨⎧ 特点:作用时间短,作用力变化快,作用力峰值大分类⎩⎪⎨⎪⎧ 弹性碰撞非弹性碰撞冲量:力与作用时间的乘积:I =F ·Δt ,方向与力的方 向相同动量:质量与速度的乘积:p =mv ,方向与速度的方向 相同动量定理:F ·Δt =mv ′-mv1.(对碰撞的理解)关于常见的碰撞的分类,下列说法错误的是( )A.碰撞前后两物体的总动能不变的碰撞,叫弹性碰撞B.碰撞前后两物体的总动能减少的碰撞,叫非弹性碰撞C.碰撞前后两物体的总动能增加的碰撞,叫非弹性碰撞D.碰撞后两物体具有共同速度的碰撞,叫完全非弹性碰撞2.(对动量及变化量的理解)关于动量的变化量,下列说法中正确的是( )A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp与速度的方向相同B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp与运动方向相反C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零D.物体做曲线运动时,动量的增量Δp一定不为零3.(对动量定理的理解和应用)从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是( )①掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小②掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小③掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢④掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间长A.①② B.②③ C.②④ D.③④4.(对动量定理的理解和应用)一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后连为一体,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞前的速度约为30 m/s.则:(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大?(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是 1 s,求这时人体受到的平均冲力为多大?答案 (1)可看到碰撞后橡皮球A 停止运动,橡皮球B 摆到橡皮球A 开始时的高度;根据机械能守恒定律知,碰撞后橡皮球B 获得的速度与碰撞前橡皮球A 的速度相等,这说明碰撞中A 、B 两球的总动能相等.(2)可以看到碰撞后两球粘在一起,摆动的高度减小.碰前总动能E k =mgh碰后总动能E k ′=2mg ·h 4=12mgh 因为E k ′<E k ,所以碰撞过程中总动能减少.答案 在这一过程中物体的加速度a =v ′-v Δt 由牛顿第二定律F =ma =m v ′-v Δt整理得F ·Δt =mv ′-mv答案 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之就越小.运输易碎物品包装箱内放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物是为了增大作用时间以减小物品受到的作用力.例1解析 碰前系统的动能E k0=12m A v 20=9 J. (1)当碰后小球A 、B 速度均为2 m/s 时,碰后系统的动能E k =12m A v 2A +12m B v 2B =(12×2×22+12×1×22)J =6 J<E k0 故该碰撞为非弹性碰撞.(2)当碰后v A ′=1 m/s ,v B ′=4 m/s 时,碰后系统的动能E k ′=12m A v A ′2+12m B v B ′2=(12×2×12+12×1×42)J =9 J =E k0,故该碰撞为弹性碰撞.答案 (1)非弹性碰撞 (2)弹性碰撞例2解析 (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则羽毛球的初速度:v =50 m/s ,羽毛球的末速度:v ′=-100 m/s ,p 1=mv 1=10×10-3×50 kg ·m/s =0.5 kg ·m/s.p 2=mv 2=-10×10-3×100 kg ·m/s =-1 kg ·m/s所以动量的变化量Δp =p 2-p 1=-1 kg ·m/s -0.5 kg ·m/s =-1.5 kg ·m/s.即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg ·m/s ,方向与羽毛球飞来的方向相反.(2)羽毛球的初动能:E k =12mv 2=12.5 J .羽毛球的末动能:E k ′=12mv ′2=50 J .所以ΔE k =E k ′-E k =37.5 J.答案 (1)1.5 kg ·m/s ,方向与羽毛球飞来的方向相反(2)37.5 J例3解析 (1)碰撞前的速度:v 1=2gh 1=5 m/s 方向竖直向下碰撞后的速度:v 2=2gh 2=4 m/s 方向竖直向上取竖直向上为正方向,碰撞过程由动量定理得:(F -mg )Δt =mv 2-(-mv 1)解得Δt ≈0.047 s(2)由于小球与地板碰撞无机械能损失故碰撞后球的速度:v 2′=5 m/s ,方向竖直向上由动量定理得(F ′-mg )Δt ′=mv 2′-(-mv 1)解得F ′=55 N由牛顿第三定律得小球对地板的平均冲力大小为55 N ,方向竖直向下.答案 (1)0.047 s (2)55 N ,方向竖直向下1、答案 C解析 常见的碰撞是按照碰撞前后总动能的变化进行分类的,总动能减少的一类碰撞叫非弹性碰撞,碰撞后两物体具有共同速度,总动能减少的最多,则叫完全非弹性碰撞.另一类是碰撞前后动能守恒,这类碰撞叫做弹性碰撞,或者叫完全弹性碰撞.故C 错,A 、B 、D 正确.2、答案 ABD解析 当做直线运动的物体速度增大时,其末动量p 2大于初动量p 1,由矢量的运算法则可知Δp =p 2-p 1>0,与速度方向相同,如图甲所示,选项A 正确;当做直线运动的物体速度减小时,Δp =p 2-p 1<0,即p 2<p 1,如图乙所示,此时Δp 与物体的运动方向相反,选项B 正确;当物体的速度大小不变时,动量可能不变化,即Δp =0,也有可能动量大小不变而方向变化,此种情况Δp ≠0,选项C 错误;物体做曲线运动时,速度的方向不断变化,故动量一定变化,Δp 一定不为零,如图丙所示,选项D 正确.3、答案 D解析 杯子是否被撞碎,取决于撞击地面时,地面对杯子的撞击力大小.规定竖直向上为正方向,设玻璃杯下落高度为h .它们从h 高度落地瞬间的速度大小为2gh ,设玻璃杯的质量为m ,则落地前瞬间的动量大小为p =m 2gh ,与水泥或草地接触Δt 时间后,杯子停下,在此过程中,玻璃杯的动量变化为Δp =-(-m 2gh ),再由动量定理可知(F -mg )·Δt =-(-m 2gh ),所以F =m 2gh Δt+mg .由此可见,Δt 越小,玻璃杯所受撞击力F 越大,玻璃杯就越容易碎,杯子掉在草地上作用时间较长,动量变化慢,撞击力小,因此玻璃杯不易碎.4、答案 (1)5.4×104 N (2)1.8×103N解析 (1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5 m. 设运动时间为t ,根据s =v 02t ,得t =2s v 0=130s.根据动量定理Ft =Δp =mv 0,得F =mv 0t =60×30130N =5.4×104 N. (2)若人系有安全带,则F ′=mv 0t ′=60×301 N =1.8×103 N。

1.2探究动量守恒定律学案

1.2探究动量守恒定律学案

恒口高中2013-2014高二物理学案乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海沪科3-5 编号:№ 22课题:1.2探究动量守恒定律主编:史胜波审稿:丁义浩时间: *实授课时:2班级:姓名:组号:组评:学习目标1.知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。

2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。

3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。

重点动量守恒定律的推导及其守恒条件的分析。

难点动量守恒定律的理解和守恒条件的分析。

学法指导探究、实验、讲授、讨论自主一、探究物体碰撞时动量的变化规律用气垫导轨作碰撞实验探究目的:探究物体碰撞时动量的变化规律探究过程:①实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿运动,碰撞之后还沿同一直线运动;②用测量物体的质量;测量两个物体在碰撞前后的速度。

速度的测量:(光电门测速原理)如图所示,图中滑块上红色部分为挡光板,挡光板有一定的宽度,设为L.气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关,并与计时装置相连,构成光电计时装置.当挡光板穿入时,将光挡住开始计时,穿过后不再挡光则停止计时,设记录的时间为t,则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t,所以滑块匀速运动的速度v= 。

二、动量守恒定律1、动量守恒定律的内容。

学习2、动量守恒定律的表达式。

3、系统:。

内力:。

外力:。

4、动量守恒的条件:①系统内的任何物体都不受外力作用,这是一种理想化的情形,如天空中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。

②系统虽然受到了外力作用,但所受外力之和为零。

像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形,两物体所受的重力和支持力的合力为零。

③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。

抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,火药的内力远大于其重力,重力完全可以忽略不计,动量近似守恒。

两节火车车厢在铁轨上相碰时,在碰撞瞬间,车厢间的作用力远大于铁轨给车厢的摩擦力,动量近似守恒。

利用实验探究动量守恒定律的教学设计方案

利用实验探究动量守恒定律的教学设计方案

05
实验数据分析与结论
实验数据收集与整理
在实验过程中,需要记录每一 次碰撞前后物体的质量和速度 。
数据记录应该包括每次实验的 初始条件,如物体的质量、速 度、碰撞角度等。
为了确保数据的准确性和可靠 性,建议进行多次实验并记录 每次实验的结果。
数据处理与分析方法
对收集到的实验数据进行整理, 计算出每次碰撞前后的动量和动
能。
利用图表等方式展示实验数据, 便于观察和分析数据的变化趋势

通过比较碰撞前后的动量和动能 ,分析动量是否守恒以及动能的
转化情况。
实验结论与动量守恒定律的验证
根据实验数据分析结果,得出动量守 恒定律在实验中的验证情况。
如果实验数据与理论预测存在偏差, 需要进一步分析原因并进行讨论。
如果实验数据显示动量在碰撞前后保 持不变,则验证了动量守恒定律的正 确性。
对未来教学的建议与展望
01 02
加强实验教学
通过实验探究物理规律,可以帮助学生深入理解物理概念和原理,提高 实践能力和创新能力。未来教学中应继续加强实验教学环节,提供更多 动手实践的机会。
拓展应用领域
动量守恒定律在各个领域都有广泛的应用,未来教学中可以引入更多实 际案例,让学生了解动量守恒定律在实际问题中的应用价值。
引导发现
通过实验演示和数据分析 ,引导学生发现动量守恒 定律的存在和重要性。
启发思考
通过提问、讨论等方式, 启发学生思考动量守恒定 律的物理意义和应用价值 。
探究式学习在实验教学中的实践
01
02
03
04
提出问题
鼓励学生提出与动量守恒定律 相关的问题,培养学生的问题
意识和探究欲望。
设计实验

《探究动量守恒定律》 教学设计

《探究动量守恒定律》 教学设计

《探究动量守恒定律》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)理解动量守恒定律的内容及表达式。

(2)知道动量守恒定律的适用条件和适用范围。

(3)能用动量守恒定律解决简单的实际问题。

2、过程与方法目标(1)通过实验探究,培养学生的观察能力、动手能力和分析归纳能力。

(2)经历理论推导过程,提高学生的逻辑思维能力和理论联系实际的能力。

3、情感态度与价值观目标(1)培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

(2)激发学生学习物理的兴趣,增强学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学重难点1、教学重点(1)动量守恒定律的内容和表达式。

(2)动量守恒定律的适用条件。

2、教学难点(1)动量守恒定律的推导过程。

(2)用动量守恒定律解决实际问题时的思路和方法。

三、教学方法1、实验探究法通过实验,让学生直观地观察和感受动量守恒的现象,从而引出动量守恒定律。

2、理论推导法引导学生从牛顿运动定律出发,推导动量守恒定律,加深学生对定律的理解。

3、讨论法组织学生讨论动量守恒定律的适用条件和应用实例,培养学生的思维能力和合作精神。

4、练习法通过课堂练习和课后作业,让学生巩固所学知识,提高应用动量守恒定律解决问题的能力。

四、教学过程1、导入新课(1)播放一段碰撞的视频,如台球碰撞、汽车碰撞等,引导学生观察碰撞前后物体的运动状态变化。

(2)提出问题:在碰撞过程中,物体的速度发生了变化,那么它们的动量是否也发生了变化?如果是,这种变化有什么规律呢?2、实验探究(1)实验装置介绍实验装置,如气垫导轨、滑块、光电门等。

(2)实验步骤①将两个质量不同的滑块放在气垫导轨上,使它们相向运动,碰撞前分别测量它们的速度。

②让两个滑块碰撞,碰撞后再次测量它们的速度。

③改变滑块的质量和初始速度,重复实验。

(3)实验数据记录与分析学生记录实验数据,计算碰撞前后两个滑块的动量之和,观察动量之和是否保持不变。

(4)得出结论通过实验数据分析,得出在碰撞过程中,两个滑块组成的系统动量守恒的结论。

动量守恒定律 课件

动量守恒定律 课件
动量守恒方程,或将系统内的物体按作用的关系分成几个分系统,分别建立
动量守恒方程。
求解这类问题时应注意:
(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况,建立运动模型。
(2)分析作用过程中的不同阶段,并找出联系各阶段的状态量。
(3)合理选取研究对象,既要符合动量守恒的条件,又要方便解题。
动量守恒定律是关于质点组(系统)的运动规律。在运用动量守恒定律
一时刻,v1、v2 均是此时刻的瞬时速度;同理,v1'、v2'应是相互作用后的同一
时刻的瞬时速度。
⑥普适性:动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多
个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组
成的系统。
(2)动量守恒定律不同表现形式的表达式及含义:
①p=p':系统相互作用前总动量 p 等于相互作用后的总动量 p'。
统动量守恒,但是水平方向的动量严格守恒;若爆炸后两弹片不在水平方向,
仍然可认为动量守恒,守恒的原因是内力远大于外力。
探究四多个物体组成的系统的动量守恒
对于两个以上的物体组成的系统,由于物体较多,相互作用的情况也不尽相
同,作用过程较为复杂,虽然仍可对初、末状态建立动量守恒关系式,但因未
知条件过多而无法求解,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,建立多个
它们的质量分别为 m1 和 m2,速度分别为 v1 和 v2,且 v1<v2。经过一定时间后
B 追上了 A,发生碰撞,此后 A、B 的速度分别变为 v1'和 v2'。由第 1 节探究
知:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。那么碰撞过程中应满足什么条件?

1.2动量定理+教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

1.2动量定理+教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

1.2《动量定理》教学设计(1 课时)1. 教学分析:《动量定理》是《普通高中物理课程标准(2017 年版2020 年修订)》选择性必修1 课程中“动量与动量守恒定律”主题下的内容。

课程标准要求为:理解冲量,通过理论推导,理解动量定理,能用其解释生产生活中的有关现象。

关于动量定理,教材先考虑物体碰撞时受到的力为恒力的情况,将牛顿第二定律作为学生新知识的“增长点”,引导学生推导其基本表达式,再通过“微元法”将动量定理的适用范围从恒力过渡到非恒力,最后介绍生活实例来帮助学生认识动量定理的实际应用。

该节教材直接引入了“动量”和“冲量”的基本概念,并没有创设具体的物理情境或物理模型去引发学生的思考,会使学生对于概念的理解不深刻,且不利于学生科学思维的发展;教材在推导出动量定理基本表达式之后缺少验证动量定理的物理实验,不利于学生科学探究能力的培养;动量定理是解决力学问题的一个重要途径,尤其是处理碰撞和打击类问题。

同时,动量定理与我们的生活和科学技术的发展有着密切的联系,因此学习这部分内容有着非常重要的实用价值。

2. 学情分析:学生已经学习了动量概念,会运用牛顿第二定律和运动学公式等,为本节课的学习打下了坚实的基础。

但学生对于动量、冲量等基本概念的理解和动量定理的应用方面存在一定困难,例如对物体进行受力分析时,因漏掉某个力而导致分析物体合外力冲量出现错误等。

高二的学生已具备一定的抽象思维和逻辑思维,其思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中需要以一些感性认识为依托,加强直观性和形象性,以便学生理解, 因此在教学中多让学生参与利用动量定理解释生活中的有关现象,加强学生思维由形象到抽象的过渡。

3. 学习重点:冲量概念、动量定理的含义;动量定理表达式中矢量符号的转换。

4. 学习难点:变力作用下的动量定理的推导。

5. 开放性学习环境:本节课利用小组合作式桌位排列,每组六人共计六组,教学上采用PPT 课件、视频资源、篮球、演示实验、验证动量定理实验等教学资源。

动量守恒定律的实验探究

动量守恒定律的实验探究

动量守恒定律的实验探究动量守恒定律是力学中的基本定律之一,它描述了在没有外力作用下,物体的总动量保持不变。

在本文中,我们将通过实验来探究动量守恒定律的准确性和应用。

实验目的:验证动量守恒定律,并探究动量守恒定律在碰撞实验中的应用。

实验材料:1. 平滑水平轨道2. 两个小球(质量分别为m1和m2)3. 弹簧测力计4. 定尺5. 计时器6. 实验记录表格实验步骤:1. 将轨道放在水平面上,并确保它的表面是光滑的。

2. 在轨道的一端放置一个小球(m1),并将其从静止位置释放。

3. 计算小球的起始高度,并记录它。

4. 记录小球通过轨道另一端时经过的时间。

5. 将第二个小球(m2)放在轨道的另一端,并将其与第一个小球以一定速度进行碰撞。

6. 进行多组碰撞实验,记录每次碰撞前后两个小球的速度和质量,并计算它们的动量。

7. 根据实验结果验证动量守恒定律,并分析实验误差。

实验结果与分析:通过多组实验数据的记录和计算,我们可以验证动量守恒定律的准确性。

根据动量守恒定律,每次碰撞前后两个小球的总动量应该保持不变,即m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f,其中m1和m2分别为两个小球的质量,v1i和v2i为碰撞前两个小球的速度,v1f和v2f为碰撞后两个小球的速度。

在实验过程中,我们记录了每次碰撞前后两个小球的速度和质量,并计算了它们的动量。

通过对实验数据的分析,我们发现总动量在碰撞前后保持不变,验证了动量守恒定律的准确性。

然而,由于实验误差的存在,我们的实验结果可能会与理论值存在一些偏差。

实验误差可能源于实验设备的精确度、测量方法的不精确等因素。

为了减小误差的影响,我们可以进行多组实验,并计算平均值,以提高实验结果的精确性。

实验的应用:动量守恒定律在我们的日常生活中有广泛的应用。

例如,当我们骑自行车时,如果需要停下来,可以通过向后踩脚踏来增加反向的动量,从而减小前进的动量,实现停车。

此外,交通事故的调查中也会运用动量守恒定律,以分析碰撞前后车辆的速度和碰撞力。

1-2 动量定理

1-2 动量定理

第一章动量守恒定律1.2:动量定理一:知识精讲归纳考点一、动量定理1.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积.(2)定义式:I=FΔt.(3)物理意义:冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大.(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛秒,符号为N·s.(5)矢量性:如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同.2.动量定理(1)内容:物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)公式:m v′-m v=F(t′-t)或p′-p=I.3.动量定理的应用碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间.要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设法延长其作用时间.大重点规律归纳1.冲量的理解(1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同.2.冲量的计算(1)求某个恒力的冲量:用该力和力的作用时间的乘积.(2)求合冲量的两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解.(3)求变力的冲量:①若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量.②若给出了力随时间变化的图象如图所示,可用面积法求变力的冲量.③利用动量定理求解.3.动量定理的应用(1)定性分析有关现象:①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.(2)应用动量定理定量计算的一般步骤:①选定研究对象,明确运动过程.②进行受力分析和运动的初、末状态分析.③选定正方向,根据动量定理列方程求解.二:考点题型归纳题型一:冲量的定义的理解1.(2021·陕西·榆林十二中高二月考)下面的说法正确的是()A.当力与物体的位移垂直时,该力的冲量为零B.如果物体(质量不变)的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大D.做曲线运动的物体,在任何Δt时间内所受合外力的冲量一定不为零2.(2021·河北·唐山市第十一中学高二期中)下列有关冲量的说法中,正确的是()A.力越大冲量也越大B.作用时间越长冲量越大C.恒力F与t的乘积越大冲量越大D.物体不动,重力的冲量为零3.(2021·河南·林州一中高二月考)探测器在火星着陆方式有多种,其中以气囊弹跳式着陆模式最为简单。

高中物理1.2《动量》教案

高中物理1.2《动量》教案

1.2《动量》教案三维教学目标:1、知识与技能:理解动量的概念;认识动量守恒定律,理解一维碰撞中动量守恒定律的表达式,并能用这个表达式解释和解决实际问题。

2、过程与方法:通过实验和理论推理得出动量守恒定律,培养学生科学探究的能力。

3、情感、态度与价值观:通过物理学家运用动量守恒定律发现中子从而推动物理学的开展,激发学生热爱科学的精神。

教学重点:动量、动量守恒定律。

教学难点:动量守恒定律的建立过程。

教学用具:多媒体辅助教学设备。

新课引入:分析图1-1-1中碰撞现象,所受的力是变力,难用牛顿运动定律来研究问题,需要引入一个便于研究的物理量——动量。

新课教学:一、动量动量的定义:在力学中,把物体的质量与速度的乘积,定义为物体的动量。

记为p=mv单位:kg·m/s读作“千克米每秒〞。

理解要点:①状态量:动量包含了“参与运动的物体〞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。

大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物体的运动,没有了物体便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物体〞和“运动速度〞两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。

②矢量性:动量的方向与速度方向一致。

综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。

教材活动:在水平面上有甲、乙两滑块,其质量分别为m 1和m 2,且沿同一直线运动,假设以甲运动的方向为正方向,由甲的速度υ1,乙的速度υ2,甲的动量大小是_______________,方向__________________;乙的动量大小是_______________,方向_______________二、动量守恒定律1、分析单个物体在光滑水平面上匀速直线运动时动量不变;当与墙壁发生碰撞时,由于所受外力不为0,所以动量发生了变化。

大学物理动量守恒

大学物理动量守恒

大学物理动量守恒一、动量守恒定律动量守恒定律是自然界中最重要、最普遍、最基本的规律之一。

它表述了一个基本物理规律,即在没有外力作用的情况下,物体的动量总保持不变。

动量守恒定律可以表述为:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。

动量是矢量,具有方向和大小两个分量。

在表述动量守恒定律时,必须同时考虑这两个分量。

二、动量守恒的条件动量守恒的条件是系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。

这个条件可以理解为系统内部的相互作用力相互抵消,或者系统受到的外部作用力为零。

在这种情况下,系统内部的物体之间的相互作用不会改变系统的总动量。

三、动量守恒的应用动量守恒定律在物理学中有着广泛的应用,特别是在研究物体碰撞、衰变、爆炸等过程中,它可以提供重要的理论基础。

在这些过程中,物体的形状、大小和运动状态都会发生变化,但是动量守恒定律保证了系统总动量的不变。

四、动量守恒的意义动量守恒定律是物理学中最基本的规律之一,它反映了自然界的对称性和基本性质。

它不仅在理论上有着广泛的应用,而且在实践中也有着广泛的应用。

例如,在航天技术中,动量守恒定律被用来设计火箭的推进系统和飞行轨迹;在军事领域,动量守恒定律被用来设计导弹和枪炮的弹道和射击精度。

动量守恒定律是物理学中非常重要的规律之一,它反映了自然界的本质和基本性质。

它不仅在理论上有着广泛的应用,而且在实践中也有着广泛的应用。

高中物理动量守恒题型归类标题:高中物理动量守恒题型归类在物理学的海洋中,动量守恒是一个非常重要的概念。

它表述的是,在一个封闭系统中,如果只考虑相互作用的力,那么系统的总动量将保持不变。

这一原理广泛应用于各种物理场景,从天体运动到分子碰撞,从电磁学到量子力学。

在这篇文章中,我们将重点探讨高中物理中的动量守恒题型及其解法。

一、单一物体的动量守恒单一物体的动量守恒通常指的是一个物体在受到外力作用后,其动量保持不变。

例如,一个在光滑水平面上滑行的物体,当它撞上另一个物体时,两个物体的总动量将保持不变。

动量守恒定律v1 v2公式

动量守恒定律v1 v2公式

动量守恒定律是物理学中一个非常重要的定律,它描述了一个封闭系统中的物体在相互作用中所遵循的规律。

根据动量守恒定律,一个系统中的总动量在相互作用前后保持不变,即动量的总和是一个恒定的值。

1. 动量的定义动量是物体的运动状态的量度,它是物体的质量和速度的乘积。

动量的公式为:p = mv其中,p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。

2. 动量守恒定律的表述动量守恒定律可以用以下方式表述:在一个封闭系统中,当物体相互作用时,它们的动量总和保持不变。

这意味着,如果一个物体的动量增加,那么另一个物体的动量必须减少,以使系统的总动量保持不变。

3. 动量守恒定律的应用动量守恒定律可以应用于各种物理现象,例如:- 碰撞:当两个物体发生碰撞时,它们之间的相互作用会导致它们的动量发生改变。

根据动量守恒定律,两个物体的动量总和在碰撞前后保持不变。

- 爆炸:当一个物体爆炸时,它的碎片会沿着不同的方向飞散。

根据动量守恒定律,爆炸前的物体的总动量必须等于爆炸后所有碎片的总动量。

- 物体的运动:当一个物体在运动时,它的动量会随着速度的变化而改变。

根据动量守恒定律,如果没有外力作用于物体,那么它的动量将保持不变。

4. 动量守恒定律的公式动量守恒定律的公式可以用以下方式表述:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中,m1和m2分别表示两个物体的质量,v1和v2分别表示它们的速度,v1'和v2'分别表示它们的速度在相互作用后的变化。

5. 事实举例以下是动量守恒定律在现实生活中的一些例子:- 汽车碰撞:当两辆汽车发生碰撞时,它们之间的相互作用会导致它们的动量发生改变。

根据动量守恒定律,两辆汽车的总动量在碰撞前后保持不变。

- 火箭发射:当火箭发射时,它的推进力会产生一个反作用力,导致火箭向上加速。

根据动量守恒定律,火箭的动量增加的同时,推进剂的动量必须减少,以使系统的总动量保持不变。

1.2探究动量守恒定律

1.2探究动量守恒定律
(1)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:
①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。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:
④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;当F内>>F外时,系统动量可视为守恒;
板式设计
作业布置
家庭作业与活动1、2
教学后记
(2)内力:系统内物体相互间的作用力
(3)外力:外物对系统内物体的作用力
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。
3.动量守恒定律(law of conservation of momentum)
课时计划
课题
1.2探究动量守恒定律
课堂类型
新授课
课时
1
累计课时
教学
目标
(一)知识与技能
理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围
(二)过程与方法
在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力
(三)情感态度与价值观
培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题
教学重点
及难点
重点:动量的概念和动量守恒定律
难点:动量的变化和动守恒的条件
主要教学
方法
启发、引导,学生讨论、交流
教具
CAI
教学过程及时间分配
主要教学内容
(一)引入新课

动量守恒定律 课件

动量守恒定律 课件

(1)物块与小球组成的系统动量守恒吗? (2)物块机械能的变化量与小球机械能的变化量有什么关系? (3)小球相对物块静止时速度为零吗?
【要点整合】 1.动量守恒定律的适用条件是普遍的,当系统所受的合外力不 为零时,系统的总动量不守恒,但是在不少情况下,合外力在 某个方向上的分量却为零,那么在该方向上系统的动量分量就 是守恒的. 2.分析该方向上对应过程的初、末状态,确定初、末状态的动 量. 3.选取恰当的动量守恒的表达式列方程. 4.结合常用的机械能守恒、动能定理或能量守恒的公式列出对 应的方程. 5.根据题意分析讨论,得出结论.
【规范解答】选C.物体和车厢组成的系统所受的合外力为零,
物体与小车发生n次碰撞的过程中系统的动量守恒,只需考虑
初、末状态,可忽略中间过程,则m的初速度为v1=v0,M的初

度为v2=0;作用后它们的末速v 度m相mv同M0 ,,即v′1=v′2=v.由动量守
恒定律得:mv0=(m+M)v,解得
方向与v0相同,水平向
二、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
0,这个系统的总动量保持不变. 2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=_p_′__1_+_p_′__2_或 m1v1+m2v2=__m_1v_′__1_+_m_2_v_′__2_. 3.适用条件:系统不受_外__力__或者所受_外__力__矢量和为零.
【规范解答】设手雷原飞行方向为正方向,则整体初速度v0= 10 m/s;m1=0.3 kg的大块速度为v1=50 m/s、m2=0.2 kg的 小块
速度为v2 手雷爆炸瞬间由动量守恒定律得
(解m得01.3+vm20.22)mv011=0 mm02m1.3vv210+50mm12vv1 2

动量守恒定律系统总动量在没有外力作用下保持不变

动量守恒定律系统总动量在没有外力作用下保持不变

动量守恒定律系统总动量在没有外力作用下保持不变动量守恒定律是物理学中非常重要的一项基本定律。

它指出,在没有外力作用下,系统的总动量始终保持不变。

本文将围绕动量守恒定律展开讨论,并探究其在不同物理系统中的应用。

1. 动量的定义和基本原理动量是物体运动的物理量,它与物体的质量和速度密切相关。

动量的定义为质量乘以速度,即 p = mv。

根据牛顿第二定律,物体受力时其动量会发生改变,改变率等于作用力的大小乘以作用时间,即FΔt = Δp。

牛顿第三定律则说明了作用力和反作用力的相互关系。

2. 动量守恒定律的表述动量守恒定律是指在一个系统内,当没有外力作用时,系统的总动量保持不变。

换句话说,一个孤立的系统内部的相互作用力不会改变系统的总动量。

这是因为作用力和反作用力的大小相等,方向相反,导致它们的动量改变互相抵消。

3. 动量守恒定律在弹性碰撞中的应用弹性碰撞是指碰撞过程中物体互相作用力的时间短而强烈,碰撞前后物体之间没有能量损失。

根据动量守恒定律,可以得出碰撞前后物体的动量之和保持不变的结论。

利用动量守恒定律还可以推导出弹性碰撞中的速度关系和角度关系。

4. 动量守恒定律在非弹性碰撞中的应用非弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间会有能量损失,通常会发生形变或摩擦。

在非弹性碰撞中,虽然动量守恒仍然成立,但总动能并不守恒。

非弹性碰撞经常出现在日常生活中,例如球类运动中的球与地面碰撞,汽车碰撞等。

5. 动量守恒定律在流体力学中的应用动量守恒定律在流体力学中也有重要应用。

流体中的动量守恒定律通常被称为动力学方程。

根据动力学方程可以描述流体中的运动和力学行为,例如流体的压力、速度和密度之间的关系等。

总结:动量守恒定律是物理学中一项重要的定律,它能够描述物体运动过程中动量的变化情况。

在没有外力作用的情况下,物体或系统的总动量保持不变。

通过对动量守恒定律的研究和应用,可以深入理解各种物理系统中的运动规律,并在实际生活中得到应用。

16.1.2动量

16.1.2动量

不在同一直线上的动量变化的 运算,遵循平行四边形定则:
ΔP
P′ P′ ΔP
P
P
也称三角形法则:从初动量的矢 量末端指向末动量的矢量末端
4.说明:
①动量的变化、变化量、改变、增量含义相同, 均指末态动量减初态动量。 ②动量变化是过程量
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知 道,动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果,那么,动量的变化又是 什么原因引起的呢? 动量的变化与速度的变化有关, 而速度的变化是因为有加速度,而牛 顿第二定律告诉我们,加速度是由物 体所受的合外力产生的。
• 作业:“问题与练习”1、2题
人教版选修3-5
第十六章
§16.2
动量守恒定律
动量和动量定理
动量概念的由来
在上节课探究的问题中,发现碰撞的两 个物体,它们的质量和速度的乘积mv在碰撞 前后很可能是保持不变的,这让人们认识到 mv这个物理量具有特别的意义,物理学中把 它定义为物体的动量。
一、动量
思考与讨论
冲量与功有什么区别?
冲量
I=Ft W= FS
矢 量 标 量
N· S
力的时间积累 使动量发生变化

力的空间积累 N· m(J)使动能发生变化
思考与讨论:作用力与反作用力:作用力的冲量与 反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上, 但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
思考与讨论
如果在一段时间内的作用力是一个变力, 又该怎样求这个变力的冲量?
1 2 1 2 1 2 1 2
指明了探究的方向和实验的目的
制定计划与设计实验:P4~P5参考案例:给学生一定 的设计空间
2.实验条件的保证、实验数据的测量

大学物理动量守恒定律(一)

大学物理动量守恒定律(一)

大学物理动量守恒定律(一)引言概述:大学物理中,动量守恒定律是一个重要的物理原理。

它指出在一个孤立系统中,总动量的大小和方向在时间上保持不变。

在本文中,我们将介绍大学物理中的动量守恒定律的基本概念和运用。

正文内容:1. 动量守恒定律的概念1.1 动量的定义1.2 动量守恒的表达方式1.3 动量守恒定律的基本假设1.4 动量守恒定律的起源2. 动量守恒定律的适用范围2.1 孤立系统的概念2.2 非弹性碰撞和完全弹性碰撞区别2.3 动量守恒定律在完全弹性碰撞中的应用2.4 动量守恒定律在非弹性碰撞中的应用3. 动量守恒定律的解析方法3.1 基于物体质量和速度的动量守恒定律公式3.2 动量守恒定律公式的推导过程3.3 动量守恒定律的应用示例3.4 动量守恒定律与能量守恒定律的联系4. 动量守恒定律在实际问题中的应用4.1 车辆碰撞事故中的动量守恒定律4.2 火箭发射中的动量守恒定律4.3 橄榄球比赛中的动量守恒定律4.4 高尔夫球运动中的动量守恒定律4.5 倒水过程中的动量守恒定律5. 动量守恒定律的局限性和拓展5.1 动量守恒定律在相对论中的修正5.2 多物体系统中的动量守恒定律5.3 运动领域中其他守恒定律的关系5.4 与其他物理原理的综合应用总结:动量守恒定律是大学物理中一个重要的概念,它描述了一个孤立系统中总动量不变的现象。

本文介绍了动量守恒定律的基本概念和适用范围,以及在实际问题中的应用和局限性。

理解和掌握动量守恒定律对于分析和解决物理问题具有重要意义,并为进一步研究和探索相关领域提供了基础。

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1 1 2 2 mV1 MV 2 2 2
联立两式可得 V1=
2w m(1 m ) M
如果在地面上跳则有: W=
1 mV 2
2
V=2Βιβλιοθήκη m1 m 1 M 1两者速度之比:
V1 V
由以上分析可知,在起跳高度相同的条件上,从船上跳出时, 她越过的水平距离小。而且船的质量 M 越小,她跳离船的速 度越小,越容易掉到水中。 课堂小结 作业设计 课后 1、2、3。
旁批
三维目标
教学准备 复习提问
引入新课
教授新课
分析:以 A 为对象,碰撞前后受力平衡。在碰撞中所受合外力 设为 F2, 则以碰撞过程为研究过程, 碰撞前后 A 小球的动量分 别为 PA=MVA,PA`=MVA`,由动量定理可知: F2t= PA`-PA= MVA`- MVA ① 以 B 为研究对象,同理可知: F1t= PB`-PB= mVB`- mVB ② 又因为 F1=-F2,且碰撞时间 t 相等,固有 F1t=-F2t 及 mVB`- mVB=-(MVA`-MVA)整理可得, MVA+ mVB= MVA`+ mVB` 经分析发现,在碰撞过程中,系统内小球的动量变化了,但是 系统的总动量不变。 思考: (1)为什么两个小球组成的系统总动量不变?(系统所 受合外力为零) (2)如果几个物体组成的系统要动量守恒,需要什么条 件?(不受外力或者所受合外力为零) 二、动量守恒定律 1、系统:在物理学中,把几个相互作用的物体合称为系统。
1
(1)内力:系统内物体间的相互作用力称之为内力。 (2)外力:系统外物体对系统内物体的作用力称之为外力。 2、分析上例:当 A、B 小球构成的系统,所受合外力为零时, 系统的动量守恒。 3、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为零,那么 这个系统的总动量保持不变。 (2)动量守恒的条件:①系统不受外力。②系统受外力,但 是合外力为零。③系统受合外力且不为零,但是合外力远小于 内力,此时仍可近似看成系统动量守恒。 (3)动量守恒定律的适用范围:比牛顿运动定律适用范围更 加广泛。即适用于宏观低速,也适用于微观高速。 三、动量守恒定律的利用 案例 1、如图所示,一只质量为 5.4kg 的保龄球,撞上一只质 量为 1.7kg 原来静止的球瓶,此后球瓶以 3.0m/s 的速度向前 飞出,而保龄球以 1.8m/s 的速度继续向前运动,求保龄球碰 撞前的运动速度?(图见教材 14 页 1-18) 解析:系统碰撞时的相互作用力是内力,而合外力(摩擦力) 远小于内力,可忽略不计。故系统动量守恒。 选取保龄球初速度方向为正方向, 则由动量守恒定律可知: MV=MV1+mV2 带入数据计算。 案例 2、如图所示,取一只乒乓球,在球上挖一个小圆孔,向 球内填进一些橡皮泥或碎泡沫塑料,放在桌子的边缘处。用玩 具手枪瞄准球的圆孔,扣动扳机,让子弹射入孔中,与乒乓球 一起同水平抛出。只测出球的质量 M、子弹的质量 m,桌面 的高度 h 和乒乓球落地点离桌子边缘的水平距离 s,就可估算 出玩具枪子弹的射出速度 v。你能推导出计算速度 v 的表达式 吗?(图见教材 15 页 1-21) 解析:乒乓球与子弹平抛的初速度为 v`= 根据动量守恒定律可知:mv=(m+M)v` 有 v=
3
s g s t 2h
M m ( M m) s g v` m m 2h
练习: 1、把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上。 当枪发射子弹时,关于枪、子弹、车,下列说法正确的是(D) A、枪和子弹组成的系统动量守恒。 B、枪和车组成的系统动量守恒。 C、若不计子弹和枪筒之间的摩擦,枪、车、子弹构成的系统 动量近似守恒。 D、枪、子弹、车组成的动量守恒。 2、两个小球在光滑的水平面上沿同一直线,同一方向运动,B
课题 课程设计者
1、2 探究动量守恒定律
敖威 知识与技能:1、探究物体碰撞时动量的变化规律。 2、动量守恒定律及守恒条件。 3、动量守恒定律的应用。 过程与方法:实验探究,讲授 情感态度价值观:理解物体碰撞中所体现的物理规律,且能利 用学到的物理知识解决实际生活中的问题。 气垫导轨一套,滑块 2 组,橡皮泥,记速器 提问:1、动量的概念?2、冲量的概念?3、动量变化量的计 算方法?4、动量定理内容? 通过前面的学习, 我们知道一个物体的动量变化量等于它所 受合外力的冲量。那么在两个物体相互碰撞过程中,各物体的 动量如何变化呢?两个物体组成的系统总动量又如何变化 呢?碰撞过程中物体动量变化遵从什么规律呢? 一、探究物体碰撞过程中动量的变化规律 建立模型:如图 1-17 在光滑的水平地面上,小球 A,B 分别以速度 VA、VB 同向运 动(VA>VB),发生碰撞后,小球 A,B 速度分别为 VA`,VB`, (1) 试分析碰撞前后小球 A,B 动量的变化?(2)试分析碰撞前后 小球 A,B 组成的系统动量的变化? VA VB F2 F1 VA ` VB `
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球在前,A 球在后,MA=1kg,MB=2kg,VA=6m/s,VB=2m/s.当 A 球与 B 球发生碰撞后,A、B 两球速度可能为( B ) A、VA=5m/s VB=2.5m/s B、VA=2m/s VB=4m/s C、VA=-4m/s VB=7m/s D、VA=7m/s VB=1.5m/s (注意:动量是否守恒,机械能是否增加,是否符合实际物理 情景) 3、试分析本节开头那位学生为什么没能跳到岸上? 为简单起见,不考虑水对船的阻力。则女生和船构成的系 统在女生跳离船的过程中动量守恒。 设女生质量为 m, 船质量 为 M。跳离船后,女生速度为 V1,船速度为 V2.则有动量守恒 定律可得:0=mV1+Mv2 跳离过程中,消耗女生体能对外做功 W,使她和船的动能都增 加,有 W=
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