【教案】动量守恒定律教案教案.docVIP

8．3　动量守恒定律 一、教学目标： 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。 二、教学重点：动量守恒定律的推导及其守恒条件的分析 三、教学难点：动量守恒定律的理解和守恒条件的分析。 四、教 具：气垫导轨、光门和光电计时器，已称量好质量的两个滑块（附有弹簧圈和尼龙拉扣）。旱冰鞋两双 五、教学过程 前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？ 【从生活现象引入】 请两个同学穿上旱冰鞋，静止在教室水泥地上，总动量为0，相互用力推开后，问总动量为多少？（接下来 ●实验：〖利用气垫导轨、光门和光电计时器进行实验探索〗 【准备】 在已调节水平的气垫导轨上放置两个质量相等的滑块，用细线连在一起处于被压缩状态 解说实验操作过程及实验数据处理方法 实际操作〖请学生上台操作，记录实验数据，比较得出结论〗 实验结论：两个物体在相互作用的过程中，它们的总动量是一样的 ●理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件 【推导】〖物理情景〗如图表示在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1 和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是υ1和υ2，且υ2υ1。则： 碰撞之前总动量：P=P1+P2=m1υ1+m2υ2 经过一段时间，后一个小球追上前一个小球，两球发生碰撞， 设碰撞后的速度分别是υ1’和υ2’，则碰撞之后总动量：P’=P1’+P2’=m1υ1’+m2υ2’ 那么碰撞前后的总动量有什么关系呢？ 设碰撞过程两个小球所受的平均作用力为F1 和F，则分别用动量定理， 对第一个小球有：F1·t= m1υ1’- m1υ1 对第二个小球有：F2·t= m2υ2’- m2υ2 由牛顿第三定律有：F1·t=- F2·t 即：m1υ1’- m1υ1= -(m2υ2’- m2υ2 ) 整理： m1υ1+m2υ2=m1υ1’+m2υ2’ 即：P= P’ 〖学生分析，讨论得出结论：碰撞前后总动量没有变化〗 引入概念： 1．系统：相互作用的物体组成系统。 2．外力：外物对系统内物体的作用力 3．内力：系统内物体相互间的作用力 〖对上述概念给予足够的解释，留给学生思考和讨论，理解〗 分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件： 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。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 【结论】相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 4．动量守恒定律 1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变 2）注意点： 研究对象：系统（注意系统的选取） 区别： a.外力的和:对系统或单个物体而言 b.合外力：对单个物体而言，内力冲量只改变系统内物体的动量，不改变系统的总动量作用前后，作用过程中，系统的总动量均保持不变 3）矢量性（即不仅对一维的情况成立，对二维的情况也成立，在某一方向动量守恒，例如斜碰） 4）同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） 5．分析动量守恒定律成立条件： a.F合=0（严格条件） b.F内 远大于F外（近似条件） c.某方向上合力为0，在这个方向上成立 〖对其中的b和c，学生难以理解，在此处应花较多的精力，举出相应实例，帮助学生理解〗 6．适用范围:比牛顿定律具有更广的适用范围，微观、高速 7．课堂训练： 教材后思考与讨论题：子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量守恒否？说明理由。 分析：此题重在引导学生针对不同的对象（系统），对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。 〖通过此题，让学生明白：在学习物理的过程中，重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。〗 质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。 解：取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。 规定小孩初速度方向为正，则： 相互作用前：v1=8m/s，v2=0