人教版选修35 动量守恒定律 第1课时 教案.doc

课题动量守恒定律教学目标1、理解动量守恒定律的确切含义2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围3、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律4、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题（只限于一维运动）教学重点1、理解动量守恒定律的确切含义2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围教学难点1、 知道动量守恒定律的适用条件和适用范围2、 会应用动量守恒定律分析、计算有关问题（只限于一维运动）教学方法讲授法 教学手段传统教学过程动量定理研究了一个物体受力作用一段时间后，动量怎样变化的问题，物体相互作用时，情况又怎样呢？ 演示试验：1、动量守恒演示器 小球碰撞（动量传递）先是a球有动量，后来b球有动量。且摆动幅度相同。2、 两个质量相等的小车静止的放在光滑的水平木板上，它们之间装有弹簧，并用细线把它们拴在一起，这时它们的总动量为零。剪断细线，它们被弹开，向相反方向运动。可以看到小车同时撞到距弹开处等距离的挡板上，表示两小车弹开后速度的大小相同。已知两小车质量相同，可知弹开后两小车动量大小相等，而方向相反，所以总动量为零。如果一个小车的质量是另一个的两倍，可看到质量大的小车速率约为另一个的一半，总动量仍为零。实验表明，两辆小车在相互作用前后，它们的总动量是相等的。理论推导设想水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是和，速度分别是和，而且则它们的总动量（动量的矢量和）经过一定时间追上，并与之发生碰撞，没碰后二者的速度分别为和，此时它们的动量的矢量和，即总动量下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和有什么关系设碰撞过程中两球相互作用力分别是和，力的作用时间是t根据动量定理，球受到的冲量是；球受到的冲量是根据牛顿第三定律，和大小相等，方向相反，即 将、两式代入式应有整理后可得或写成：就是：这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的、系统 1系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取2内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力3外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力，称为外力注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力二、动量守恒定律 1表述：一个系统不受外力或受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律2数学表达式： 对由a、b两物体组成的系统有： 定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算三、动量守恒定律适用条件和适用范围1、适用条件：在满足下列条件之一时，系统的动量守恒：（1）不受外力或受外力之和为零，系统的总动量守恒（2）系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒（3）系统在某一方向上满足上述（1）或（2），则在该方向上系统的总动量守恒（2）和（3）可在动量守恒定律应用中讲解和落实。）2、适用范围（1） 不仅适用于正碰，也适用于斜碰。（2） 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。（3） 不仅适用于宏观物体，也适用于电子、质子、中子等微观粒子。四：动量守恒定律的基本应用方法：1、 分析系统由多少个物体组成，受力情况怎样，判断动量是否守恒。2、 规定正方向（一般以原速度方向为正），确定相互作用前后的各物体的动量大小，正负。3、 由动量守恒定律列式求解。例题：如图所示，小球a以速率v向右运动时跟静止的小球b发生碰撞，碰后a球以 的速率弹回，而b球以 的速率向右运动，求a、b两球的质量之比。分析和解答：碰撞过程中，a、b组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律解题时，应先规定正方向。取向右为正方向，则a球碰前速度为v ，碰后速度为 ；b球碰后速度为 。根据动量守恒定律，有 因此 例题：质量为2m的物体a，以一定的速度沿光滑水平面运动，与一静止的物体b碰撞后粘为一体继续运动，它们共同的速度为碰撞前a的速度的23，则物体b的质量为（ ）am b2m c3m d分析与解在碰撞的过程中，a，b物体构成的系统，动量守恒，并且碰撞后两者具有共同的速度设碰撞前a的速度为，碰撞后两者共同的速度为，b物体质量为m答案：a例题：一个不稳定的原子核，质量为m，处于静止状态，当它以速度释放一个质量为m的粒子后，则原子核剩余部分的速度为（ ）a b c d分析与解：在这个过程中原子核和它释放出的粒子构成的系统，满足动量守恒定律且总动量大小为零，选取的方向为正方向方向与的方向相反答案：c课堂练习1下列关于碰撞的理解正确的是()a碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程b在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒c如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞d微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞答案a解析碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象一般内力远大于外力如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞2在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是()a甲、乙两球都沿乙球的运动方向b甲球反向运动，乙球停下c甲、乙两球都反向运动d甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等答案c解析由p22mek知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断c正确3质量为m的小球a在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球b发生正碰，碰撞后，a球的动能变为原来的，那么碰撞后b球的速度大小可能是()a.v b.v c.v d.v答案ab解析设a球碰后的速度为va，由题意有mva2mv2，则vav，碰后a的速度有两种可能，因此由动量守恒有mvmv2mvb或mvmv2mvb，解得vbv或v.4两个小球a、b在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是ma4 kg，mb2 kg，a的速度va3 m/s(设为正)，b的速度vb3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为()a均为1 m/s b4 m/s和5 m/sc2 m/s和1 m/s d1 m/s和5 m/s答案ad解析由动量守恒，可验证四个选项都满足要求再看动能变化情况：ek前mava2mbvb227 jek后mava2mbvb2由于碰撞过程中动能不可能增加，所以应有ek前ek后，据此可排除b；选项c虽满足ek前ek后，但a、b沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此c选项错误验证a、d均满足ek前ek后，且碰后状态符合实际，故正确选项为a、d.5现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()a弹性碰撞 b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞 d条件不足，无法确定答案a解析由动量守恒3mvmv0mv，所以v2v碰前总动能：ek3mv2mv22mv2碰后总动能ekmv22mv2，ekek，所以a正确7.大小、形状完全相同，质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50 cm/s和100 cm/s.(1)如果两物体碰撞并粘合在一起，求它们共同的速度大小；(2)求碰撞后损失的动能；(3)如果碰撞是弹性碰撞，求两物体碰撞后的速度大小答案(1)0.1 m/s(2)0.135 j(3)0.7 m/s0.8 m/s解析(1)取v150 cm/s0.5 m/s的方向为正方向，则v2100 cm/s1 m/s，设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v，由动量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v，代入数据解得v0.1 m/s，负号表示方向与v1的方向相反(2)碰撞后两物体损失的