動量守恒定律及其應(yīng)用 一

動量守恒定律及其應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：知識與技能（1）掌握動量守恒定律的內(nèi)容、條件和適用范圍。（2）會運用動量守恒定律的條件判斷系統(tǒng)動量是否守恒。（3）會熟練運用動量守恒定律分析有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題，加深對動量守恒定律的理解。過程與方法（1）通過分組學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)會合作，學(xué)會交流，學(xué)會探究。（2）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題和解決問題的能力以及分析，推理和歸納等能力。情感態(tài)度與價值觀（1）結(jié)合物理學(xué)前沿進行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生體驗科學(xué)態(tài)度、感悟科學(xué)精神。（2）通過應(yīng)用動量守恒定律，解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活的態(tài)度。重點、難點：重點：會運用動量守恒定律的條件判斷系統(tǒng)動量是否守恒，會運用動量守恒定律分析有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題。難點：會運用動量守恒定律分析有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題。教學(xué)方法：講練法、歸納法、探究法和合作學(xué)習(xí)法教學(xué)用具：教學(xué)課件、小黑板和學(xué)案。教學(xué)過程設(shè)計：（一）、復(fù)習(xí)總結(jié)、引入新課在復(fù)習(xí)動量定理的基礎(chǔ)上，指出動量定理的研究對象可以是一個單體，也可以是物體系統(tǒng)。對于一個物體系統(tǒng)，如果不受外力或外力之和為零，由動量定理可知，該系統(tǒng)的動量變化量總為零或不變，即動量守恒，從而引入本節(jié)復(fù)習(xí)課題。（二）、新課教學(xué)問題1.動量守恒定律的內(nèi)容是什么？學(xué)生分組回憶，回答。動量守恒定律的內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。說明：動量守恒不只是系統(tǒng)在初、末兩時刻的總動量相等，而是在整個相互作用過程中任意兩時刻的總動量相等。問題2.動量守恒定律的表達式有哪些？學(xué)生合作分組討論，總結(jié)歸納。常用的四種表達式：⑴.mv+mv=mv'+mv'11221122⑵.P=P'⑶.Ap=0⑷.Ap1=-Ap2問題3.如何判斷系統(tǒng)動量是否守恒，即動量守恒定律的適用條件是什么？學(xué)生合作分組討論，總結(jié)歸納。動量守恒定律的適用條件：⑴、系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零。⑵、系統(tǒng)所受外力之和雖不為零，但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多。⑶、系統(tǒng)所受外力之和雖不為零，但系統(tǒng)某一方向上不受外力或所受外力之和為零問題4.如何從矢量、速度的瞬時性和相對性、研究對象和適用范圍等方面理解動量守恒定律？學(xué)生合作分組討論，總結(jié)歸納。動量守恒定律的五性：⑴、矢量性。（動量守恒定律的表達式是一個矢量式）⑵、瞬時性。（動量是個狀態(tài)量，具有瞬時性）⑶、相對性。（速度與參考系的選擇有關(guān)，相互作用前后的速度必須針對同一參考系，一般選地面）⑷.系統(tǒng)性。（動量守恒定律的研究對象是由兩個或兩個以上的物體組成的系統(tǒng)）⑸.普適性。（無論宏觀低速，還是微觀高速都適用）例1.A、B兩物體質(zhì)量之比MA:MB=3:2，他們原來靜止在平板車C上，A、B間有一根被壓縮了的輕質(zhì)彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后（BCD）A、若A、B與平板車表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒。B、若A、B與平板車表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B、jf/yyy■日1c組成的系統(tǒng)動量守恒?！恪鉉、若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒。D、若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒。（引導(dǎo)學(xué)生思考.討論.分析出結(jié)果，教師點評）練習(xí)1.如圖所示的裝置中，木塊與地面間無摩擦，子彈以一定的速度沿水平方向射向木塊并留在其中，然后將彈簧壓縮至最短?，F(xiàn)將木塊、子彈、彈簧作為研究對象，從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)的（D）A、動量守恒，機械能守恒。B、動量守恒，機械能不守恒?！狧/VWW廠C、動量不守恒，機械能守恒D、動量不守恒，機械能不守恒。（練習(xí)1重在訓(xùn)練學(xué)生合作探究，教師要適時引導(dǎo)和幫助）例2.質(zhì)量為M的小船以速度V0行駛，船上有兩個質(zhì)量皆為m的小孩a和b，分別靜止站在船頭和船尾，現(xiàn)小孩a沿水平方向以速率v（相對于靜止水面）向前躍入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v（相對于靜止水面）向后躍入水中，求小孩b躍出后小船的速度.（引導(dǎo)學(xué)生思考.討論.分析出結(jié)果，教師點評）解析:對于船和兩個小孩組成的系統(tǒng)，在從靜止至兩個小孩先后跳下的過程中，系統(tǒng)水平方向不受外力，所以動量守恒，設(shè)定船前進的方向為正方向，設(shè)小孩b躍出后小船向前行駛的速度為V，根據(jù)動量守恒定律：（M+2m）V0=MV+mv-mv解得V=（1+絲）V方向與V的方向相同。M00練習(xí)2.總質(zhì)量為M的裝砂的小車，正以速度v0在光滑水平面上前進、突然車底漏了，不斷有砂子漏出來落到地面，問在漏砂的過程中，小車的速度是A、變大B、變小C、不變D、無法確定（引導(dǎo)學(xué)生思考.討論.分析出結(jié)果，教師點評）【錯解】質(zhì)量為m的砂子從車上漏出來，漏砂后小車的速度為v，由動量守恒守律得：Mv0=（M-m）v解得：V=”“0Mm即小車的速度發(fā)生變化，隨著m的增大而增大，砂子漏得越多，小車的速度越大。【正確解答】設(shè)質(zhì)量為m的砂子從車上漏出來，漏砂后小車的速度為V，砂子做平拋運動，在水平方向上的速度為v0,對于車和全部砂子，在質(zhì)量為m的砂子從車上漏出來至沒有落地的過程中，水平方向上由動量守恒定律得：Mv0=mv0+（M-m）v解得：v=v0即砂子漏出后小車的速度是不變的。問題5.通過例3解題過程的分析，應(yīng)用動量守恒定律解題的基本思路是什么？學(xué)生合作分組討論，總結(jié)歸納。應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟：⑴.明確研究對象，進行受力分析，過程分析。⑵.判斷系統(tǒng)動量是否守恒；⑶.規(guī)定正方向明確過程初.末狀態(tài)系統(tǒng)的動量；⑷.應(yīng)用動量守恒定律列式求解；⑸.必要時進行求討論。練習(xí)3.如圖所示，一對雜技演員（都視為質(zhì)點）乘秋千（秋千繩處于水平位置）從A點由靜止史!出發(fā)繞O點下擺，當(dāng)擺到最低點B時，女演員在i極短時間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛'.-好能回到高處A。求男演員落地點C與O點的水平距離s。已知男演員質(zhì)量m1和女演員質(zhì)量m2之比性=2，秋千的質(zhì)量不計，秋千的擺長為R,C點比O點2低5R。（重在訓(xùn)練學(xué)生合作探究，教師要適時引導(dǎo)和幫助）解析：設(shè)分離前男女演員在秋千最低點B的速度為v0,由機械能守恒定律:,、-1，、C(m1+m2)gR=(m1+m2)v02A

設(shè)剛分離時男演員速度的大小為V,方向與v相同；女演員速度的大小為v，TOC\o"1-5"\h\z102方向與v相反，由動量守恒：（m+m）v=mv—mv②01201122分離后，男演員做平拋運動，設(shè)男演員從被推出到落在C點所需的時間為t，根據(jù)題給條件，由運動學(xué)規(guī)律：4R=2根據(jù)題給條件，由運動學(xué)規(guī)律：4R=2戲s=v1t③根據(jù)題給條件，女演員剛好回到A點，由機械能守恒律:mgR=1mv22222已知m]=2m，由以上各式可得：s=8R歸納總結(jié)：本節(jié)課，同學(xué)們復(fù)習(xí)了動量守恒定律內(nèi)容、條件和適用范圍，重點練習(xí)了運用動量守恒定律判斷系統(tǒng)動量是否守恒和運用動量守恒定律分析有關(guān)現(xiàn)象，解決有關(guān)問題，以加深對動量守恒定律的理解。2。動量守恒定律的應(yīng)用是高考考查的熱點，在高考中重現(xiàn)率為100%，對動量守恒定律的考查，主要是運用該定律確定相互作用的各物體作用完成后的運動狀態(tài)，且常與能量守恒問題相結(jié)合，有時還與帶電粒子在電場，磁場中的運動，核反應(yīng)等聯(lián)系起來綜合考查。優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計：練習(xí)1：如圖所示，半徑為R，質(zhì)量為M，內(nèi)表面光滑的半球物體放在光滑的水平面上，左端緊靠著墻壁，一個質(zhì)量為m的物塊從半球形物體的頂端的a點無初速釋放，圖中b點為半球的最低點，c點為半球另一側(cè)與a同高的頂點，關(guān)于物塊M和m的運動，下列說法的正確的有（BD）

A.m從a點運動到b點的過程中，m與M系統(tǒng)的機械能守恒、動量守恒B.m從a點運動到b點的過程中，m的機械能守恒C.m釋放后運動到b點右側(cè)，m能到達最高點cD.當(dāng)m首次從右向左到達最低點b時，M的速度達到最大練習(xí)2：如圖所示，一質(zhì)量為M,長為L的木板固定在光滑水平面上。一質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度v0從木板的左端開始滑動，滑到木板的右端時速度恰好為零。(1恰好為零。(1)小滑塊在木板上的滑動時間;(2)若木塊不固定，其他條件不變，小滑塊相對木板靜止時距木板左端的距離。解：(1)設(shè)小滑塊在木板上的滑動時間為t，動摩擦因數(shù)為h，小滑塊所受合外力為滑動摩擦力，對小滑在從木板的左端滑到右端的過程中，分別由動能定理和動量定理有:HmgL=1mv220解得2Lt=——v0解得(2)設(shè)小滑塊與木板的共同速度為v，小滑塊距木板左端的距離為L'，對小滑塊和木板，在從小滑塊滑上木板至相對木板靜止的過程中，分別由動量守恒定律和能量守恒定律有:mvo=(m+M)vHmgL'=1mv2-1(m+M)v22o2解得板書設(shè)計:動量守恒定律及其應(yīng)用內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。常用的四種表達式：⑴.mv+mv=mv'+mv'⑵.P