人教版高中物理選修3動量守恒定律名師公開課省級獲獎?wù)n件

第十六章——動量守恒定律第十六章——動量守恒定律第3講動量守恒定律目標(biāo)定位1.理解系統(tǒng)、內(nèi)力、外力的概念.2.掌握動量守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式，理解其守恒的條件.3.會用動量守恒定律解決實(shí)際問題.第3講動量守恒定律目標(biāo)定位1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識記·點(diǎn)撥

2課堂講義理解·深化·探究3對點(diǎn)練習(xí)鞏固·應(yīng)用·反饋1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識記·點(diǎn)撥2課堂講義一、系統(tǒng)、內(nèi)力與外力1.系統(tǒng)：相互作用的

物體組成了一個力學(xué)系統(tǒng).2.內(nèi)力：同一系統(tǒng)中，物體間的相互作用力.3.外力：系統(tǒng)

物體對系統(tǒng)施加的作用力.兩個或多個以外的一、系統(tǒng)、內(nèi)力與外力1.系統(tǒng)：相互作用的 二、動量守恒定律1.內(nèi)容如果一個系統(tǒng)

，或者

，這個系統(tǒng)的總動量保持不變.所受外力的矢量和為零不受外力二、動量守恒定律所受外力的矢量和為零不受外力2.表達(dá)式對兩個物體組成的系統(tǒng)，常寫成：p1＋p2＝

或m1v1＋m2v2＝

.3.成立條件(1)系統(tǒng)不受外力作用.(2)系統(tǒng)受外力作用，但合外力

.p1′＋p2′m1v1′＋m2v2′為零2.表達(dá)式p1′＋p2′m1v1′＋m2v2′為零想一想如圖1所示，在風(fēng)平浪靜的水面上，停著一艘帆船，船尾固定一臺電風(fēng)扇，正在不停地把風(fēng)吹向帆面，船能向前行駛嗎？為什么？圖1想一想如圖1所示，在風(fēng)平浪靜的水面上，停著一艘帆船，船尾固答案不能.把帆船和電風(fēng)扇看做一個系統(tǒng)，電風(fēng)扇和帆船受到空氣的作用力大小相等、方向相反，這是一對內(nèi)力，系統(tǒng)總動量守恒，船原來是靜止的，總動量為零，所以在電風(fēng)扇吹風(fēng)時，船仍保持靜止.答案不能.把帆船和電風(fēng)扇看做一個系統(tǒng)，電風(fēng)扇和帆船受到空氣三、動量守恒定律的普適性動量守恒定律是一個獨(dú)立的實(shí)驗定律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的

領(lǐng)域.一切三、動量守恒定律的普適性一切想一想動量守恒定律和牛頓運(yùn)動定律的適用范圍是否一樣？答案

動量守恒定律比牛頓運(yùn)動定律的適用范圍要廣，自然界中，大到天體的相互作用，小到質(zhì)子、中子等基本粒子間的相互作用都遵循動量守恒定律，而牛頓運(yùn)動定律有其局限性，它只適用于低速、宏觀物體，對于運(yùn)動速度接近光速的物體，牛頓運(yùn)動定律不再適用.想一想動量守恒定律和牛頓運(yùn)動定律的適用范圍是否一樣？一、對動量守恒定律的理解1.研究對象相互作用的物體組成的力學(xué)系統(tǒng).2.動量守恒定律的成立條件(1)系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零.(2)系統(tǒng)受外力作用，但內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于合外力.此時動量近似守恒.一、對動量守恒定律的理解1.研究對象(3)系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零(或某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力)，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒.3.動量守恒定律的幾個性質(zhì)(1)矢量性.公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它們在同一直線上，并先選定正方向，確定各速度的正、負(fù)(表示方向)后，才能用代數(shù)方法運(yùn)算.(3)系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零(或(2)相對性.速度具有相對性，公式中的v1、v2、v1′和v2′應(yīng)是相對同一參考系的速度，一般取相對地面的速度.(3)同時性.相互作用前的總動量，這個“前”是指相互作用前同一時刻，v1、v2均是此時刻的瞬時速度；同理，v1′、v2′應(yīng)是相互作用后同一時刻的瞬時速度.(2)相對性.速度具有相對性，公式中的v1、v2、v1′和v例1如圖2所示，光滑的水平地面上有一上表面水平的小車的C，A、B中間用一段輕繩相連接并有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài).若細(xì)繩被剪斷后，A、B滑離C之前，A、B在C上向相反方向滑動，設(shè)A與C、B與C之間的摩擦力大小分別用Ff1、Ff2表示，用P表示A、B、彈簧組成的系統(tǒng)，用Q表示A、B、C、彈簧組成的系統(tǒng).關(guān)于A、B在C上滑動的過程中，下列說法中正確的是(

)例1如圖2所示，光滑的水平地面上有一上表面水平的小車的C，圖2A.若Ff1＝Ff2，則P和Q動量均不守恒B.若Ff1＝Ff2，則P動量守恒，Q動量不守恒C.若Ff1≠Ff2，則P動量守恒，Q動量守恒D.若Ff1≠Ff2，則P動量不守恒，Q動量守恒圖2A.若Ff1＝Ff2，則P和Q動量均不守恒解析對P，彈簧彈力為內(nèi)力，而C對A、C對B的摩擦力均為外力，若Ff1＝Ff2，則P所受合外力為零，動量守恒，A錯誤；若Ff1≠Ff2，則P所受合外力不為零，動量不守恒，C錯誤；而對Q，由于彈簧的彈力、A與C、B與C之間的摩擦力均為內(nèi)力，無論Ff1與Ff2是否相等，Q所受合外力均為零，動量守恒，B錯誤，D正確.答案D解析對P，彈簧彈力為內(nèi)力，而C對A、C對B的摩擦力均為外力針對訓(xùn)練下列情形中，滿足動量守恒條件的是(

)A.用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過程中，鐵錘和鐵塊的總動量B.子彈水平穿過放在光滑桌面上的木塊的過程中，子彈和木塊的總動量C.子彈水平穿過墻壁的過程中，子彈和墻壁的總動量D.棒擊壘球的過程中，棒和壘球的總動量針對訓(xùn)練下列情形中，滿足動量守恒條件的是()解析

A中豎直方向合力不為零；C中墻壁受地面的作用力；D中棒受人手的作用，故合外力不為零，不符合動量守恒的條件.答案B解析A中豎直方向合力不為零；二、動量守恒定律簡單的應(yīng)用1.動量守恒定律表達(dá)式的含義(1)p＝p′：系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后總動量p′.(2)Δp1＝－Δp2：相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，一個物體的動量變化量與另一個物體的動量變化量大小相等、方向相反.二、動量守恒定律簡單的應(yīng)用(3)Δp＝0：系統(tǒng)總動量增量為零.(4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量之和等于作用后的動量之和.(3)Δp＝0：系統(tǒng)總動量增量為零.2.應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟(1)確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象；(2)分析研究對象所受的外力；(3)判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件；(4)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動量的正、負(fù)號；(5)根據(jù)動量守恒定律列式求解.2.應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟例2質(zhì)量m1＝10g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30cm/s的速率向右運(yùn)動，恰遇上質(zhì)量為m2＝50g的小球以v2＝10cm/s的速率向左運(yùn)動，碰撞后，小球m2恰好停止，則碰后小球m1的速度大小和方向如何？解析碰撞過程中，兩小球組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒.設(shè)向右為正方向，則各小球速度為v1＝30cm/s，v2＝－10cm/s；v2′＝0.例2質(zhì)量m1＝10g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30由動量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，代入數(shù)據(jù)解得v1′＝－20cm/s.故小球m1碰后的速度的大小為20cm/s，方向向左.答案20cm/s方向向左由動量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2借題發(fā)揮處理動量守恒問題“三步曲”(1)判斷題目涉及的物理過程是否滿足動量守恒的條件.(2)確定物理過程及其系統(tǒng)內(nèi)物體對應(yīng)的初、末狀態(tài)的動量.(3)確定正方向，選取恰當(dāng)?shù)膭恿渴睾愕谋磉_(dá)式列式求解.借題發(fā)揮處理動量守恒問題“三步曲”例3將兩個完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的兩、乙兩個小車上，水平面光滑.開始時甲車速度大小為3m/s，乙車速度大小為2m/s，方向相反并在同一直線上，如圖3所示.圖3例3將兩個完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的兩(1)當(dāng)乙車速度為零時，甲車的速度多大？方向如何？解析兩個小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，兩車之間的磁力是系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)動量守恒.設(shè)向右為正方向.(1)據(jù)動量守恒得：mv甲－mv乙＝mv甲′，代入數(shù)據(jù)解得v甲′＝v甲－v乙＝(3－2)m/s＝1m/s，方向向右.答案1m/s

向右(1)當(dāng)乙車速度為零時，甲車的速度多大？方向如何？解析兩個(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車不會相碰，那么兩車的距離最小時，乙車的速度是多大？方向如何？解析兩車距離最小時，兩車的速度相同，設(shè)為v′，由動量守恒得：mv甲－mv乙＝mv′＋mv′.答案0.5m/s向右(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車不會相碰，那么兩車的距離最小時，乙1.如圖4所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以速度v沿光滑水平地面向前運(yùn)動，正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊，乙木塊上連有一輕質(zhì)彈簧.甲木塊與彈簧接觸后(

)對動量守恒條件的理解圖41.如圖4所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以速度v沿光滑水平地面向答案

CA.甲木塊的動量守恒B.乙木塊的動量守恒C.甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動量守恒D.甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動能守恒答案CA.甲木塊的動量守恒2.木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上.在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖5所示.當(dāng)撤去外力后，下列說法正確的是(

)圖52.木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠A.a尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒B.a尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒C.a離開墻壁后，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒D.a離開墻壁后，a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒解析a尚未離開墻壁前，墻壁對a有沖量，a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒；a離開墻壁后，系統(tǒng)所受外力之和等于零，系統(tǒng)的動量守恒.答案BCA.a尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒解析a尚未離3.如圖6所示，游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動；設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動，速度的大小為4.5m/s，乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200kg.碰撞前向左運(yùn)動，速度的大小為4.25m/s，則碰撞后兩車共同的運(yùn)動速度為(取向右為正方向)(

)動量守恒定律的簡單應(yīng)用3.如圖6所示，游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，圖6A.1m/s B.0.5m/sC.－1m/s

D.－0.5m/s圖6A.1m/s B.0.5m/s解析兩車碰撞過程動量守恒.m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v＝－0.5m/s答案D解析兩車碰撞過程動量守恒.＝－0.5m/s答案D4.如圖7所示，進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為80kg和100kg，他們攜手遠(yuǎn)離空間站