高中物理 第十六章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律（第1课时）学案 新人教版选修3-5.doc

3动量守恒定律第1课时动量守恒定律的内容与理解课堂合作探究问题导学一、动量守恒定律活动与探究1试运用牛顿第二定律和牛顿第三定律导出动量守恒定律的表达式。迁移与应用1如图所示，设车厢长为l，质量为m，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为（）av0，水平向右b0c，水平向右 d，水平向右动量守恒定律的常用的表达式：1pp（系统作用前的总动量p等于系统作用后的总动量p）；2p1p2（相互作用的两个物体组成的系统，一个物体动量的变化量与另一个物体的动量的变化量大小相等、方向相反）；3p0（系统的总动量增量为0）；4m1v1m2v2m1v1m2v2（相互作用的两个物体组成的系统，作用前的总动量等于作用后的总动量）。二、对动量守恒定律的理解活动与探究21如何理解动量守恒定律的“矢量性”？2如何理解动量守恒定律的“相对性”？3如何理解动量守恒定律的“条件性”？4如何理解动量守恒定律的“同时性”？5如何理解动量守恒定律的“普适性”？迁移与应用2甲、乙两个玩具小车在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的质量和速度大小分别为m10.5 kg，v12 m/s；m23 kg，v21 m/s。两小车相碰后，乙车的速度减小为v20.5 m/s，方向不变，求甲车的速度v1。应用动量守恒定律解题的基本步骤1分析题意，合理地选取研究对象，明确系统是由哪几个物体组成的。2分析系统的受力情况，分清内力和外力，判断系统的动量是否守恒。3确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的已知状态和未知状态，通常为初态到末态的过程，这样才能列出对解题有用的方程。4对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上的问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。5建立动量守恒方程，代入已知量求解。当堂检测1如图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是（）a男孩和木箱组成的系统动量守恒b小车与木箱组成的系统动量守恒c男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒d木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同2若用p1、p2表示两个在同一直线上运动并相互作用的物体的初动量，p1、p2表示它们的末动量，p1、p2表示它们相互作用过程中各自动量的变化量，则下列式子能表示动量守恒的是（）ap1p2bp1p2p1p2cp1p20dp1p2常数（不为零）3小船相对地面以速度v向东行驶，若在船上以相对于地面的相同速率v水平向西抛出一个质量为m的重物，则小船的速度将（）a不变 b减小c增大 d改变方向4如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（）a小木块和木箱最终都将静止b小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动c小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动d如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动5如图所示，质量为m21 kg的滑块静止于光滑的水平面上，一质量为m150 g的小球以1 000 m/s的速率碰到滑块后又以800 m/s的速率被弹回，试求滑块获得的速度。答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：答案：如图所示，在水平桌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方向运动，速度分别是v1和v2，且v2v1。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞，设碰撞后的速度分别是v1和v2。碰撞过程中第一个球所受第二个球对它的作用力是f1，第二个球受第一个球对它的作用力是f2。根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是a1，a2。根据牛顿第三定律，f1与f2大小相等、方向相反，即f1f2。所以有：m1a1m2a2碰撞时两球之间力的作用时间很短，用t表示，由加速度的定义式知a1a2把加速度的表达式代入m1a1m2a2，移项后得到m1v1m2v2m1v1m2v2它表示两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和，这反映了这两个小球碰撞过程中动量守恒。迁移与应用1：c解析：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，只考虑初、末态，忽略中间过程，则m的初速度为v1v0，m的初速度为v20；作用后它们的末速度相同，即v1v2v。由动量守恒定律得：mv0（mm）v解得v，方向与v0相同，水平向右。选项c正确。活动与探究2：1答案：矢量性是指定律的表达式是一个矢量式。（1）该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等，而且方向也相同。（2）在求系统的总动量pp1p2时，要按矢量运算法则计算。2答案：相对性是指动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须是相对于同一惯性系的，各物体的速度通常均为对地的速度。3答案：条件性是指动量守恒是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。（1）系统不受外力或所受外力的矢量和为零，系统的动量守恒。（2）系统受外力，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒。4答案：同时性是指动量守恒定律中p1、p2必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1、p2必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。5答案：普适性是指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。迁移与应用2：答案：1 m/s，方向与乙车的速度方向相同。解析：设碰前甲车运动的方向为正方向。对两车组成的系统，由于在光滑的水平面上运动，作用在系统上的水平方向的外力为零，故由动量守恒定律有m1v1m2v2m1v1m2v2得v1 m/s1 m/s。负号表示甲车在相碰后速度的方向与乙车的速度方向相同。【当堂检测】1c2bc解析：动量和动量变化量都是矢量，由两个物体组成的系统，相互作用过程中一个物体动量增加，另一个物体动量减少，如果p10，则p20，但p1|p2|，所以有p1p20，因此b、c项正确。3c解析：以运动的整个系统为研究对象，在水平方向上不受外力的作用，系统遵守动量守恒定律。根据动量守恒定律可得选项c正确。4b解析：木箱和小木块组成的系统，所受合外力为零，故系统动量守恒。系统初动量向右，故小木块相对木箱静止后，系统总动量也向右，故选项b正确，选项a、d错误；而由于小木块与木箱间的摩擦，系统的机械能不断减少，选项c错误。5答案：90 m/s方向与小球初速度方向一致解析：对小球和滑块组成的系统，在