动量守恒定律自编教学案1.doc

动量守恒定律教学案北京 蔡雨翔 2012.06、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。 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和应用。、教学过程一、动量守恒定律推导V1ABV2V2V1BAAB甲：初始状态乙：相互作用丙：最后状态：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1和2，且21。则：碰撞之前总动量：P=P1+P2=m11+m22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1和2，则碰撞之后总动量： P=P1+P2=m11+m22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：F1t= m11- m11 对第二个小球有：F2t= m22- m22 由牛顿第三定律有：F1t=- F2t 即：m11- m11= -(m22- m22 ) 整理： m11+m22=m11+m22 即：P= P 讨论得出结论： _ 二、三个重要概念：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 三、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：动量守恒的研究是系统（注意系统的选取），动量定理的研究对象是单个物体。与动量定理区别： a.外力的和:一个对系统而言，一个对单个物体而言b.合外力：对单个物体而言，合外力冲量可改变单个物体的动量；对系统而言，内力冲量只改变系统内物体的动量，不能改变系统的总动量。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。 四、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 五、适用范围: 比牛顿定律具有更广的适用范围，微观、高速均适用 六、巩固训练：1.动量守恒条件 F合=0（严格条件）AB例1、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。 跟踪练习1 1. 把一支枪固定在小车上，小车放在光滑的水平桌面上枪发射出一颗子弹对于此过程，下列说法中正确的有哪些？ （ ）A枪和子弹组成的系统动量守恒B枪和车组成的系统动量守恒C车、枪和子弹组成的系统动量守恒D车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒，因为子弹和枪筒之间有摩擦力且摩擦力的冲量甚小 例2. 如图4所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中不正确的是( ) 来源 A两手同时放开后，系统总量始终为零来源:B先放开左手，后放开右手后动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 跟踪练习22、如图所示，A、B两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有（ ）A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动 D.小车向右运动V12.动量守恒条件 F内 远大于F外（近似条件）m1m2 例3：在列车编组站里，一辆m1 = 1.8104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆m2 = 2.2104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。 跟踪练习3 一枚在空中飞行的导弹，质量为 m ，在某点的速度为 v ，方向水平，如图所示。导弹在该点突然炸裂两块，其中质量为 m1 的一块沿着与 v 相反的方向飞去，速度 v1 。求炸裂后另一块的速度 v2 。3.动量守恒条件 某方向上合力为0，在这个方向上成立v0 例题4：在水平轨道上放置一门质量为M的炮车，发射炮弹的质量为m，炮车与轨道间摩擦力不计，当炮身与水平方向成角发射炮弹时，炮弹相对于炮身的出口速度为v0，试求炮车后退的速度有多大？ 跟踪练习4V 质量为 1 kg 的物体在距地面前 5 m 处由静止自由下落，正落在以 5 m/s 速度沿光滑水平面匀速行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为4 kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？ 巩固训练一、选择题 1木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是 Aa尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒Ca离开墙后，a、b系统动量守恒Da离开墙后，a、b系统动量不守恒 2甲球与乙球相碰，甲球的速度减少5m/s，乙球的速度增加了3m/s，则甲、乙两球质量之比m甲m乙是 A21 B35 C53 D123A、B两球在光滑水平面上相向运动，两球相碰后有一球停止运动，则下述说法中正确的是 A若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量B若碰后，A球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量C若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定大于B的动量D若碰后，B球速度为0，则碰前A的动量一定小于B的动量4分析下列情况中系统的动量是否守恒 A如图2所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统B子弹射入放在光滑水平面上的木块中对子弹与木块组成的系统(如图3)C子弹射入紧靠墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统D斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 5小车静止在光滑的水平面上，A、B二人分别站在车的左、右两端，A、B二人同时相向运动，此时小车向左运动，下述情况可能是 AA、B质量相等，速率相等 BA、B质量相等，A的速度小CA、B速率相等，A的质量大 DA、B速率相等，B的质量大 6一平板小车静止在光滑的水平地面上，甲乙两个人背靠站在车的中央，当两人同时向相反方向行走，如甲向小车左端走，乙向小车右端走，发现小车向右运动，则 A若两人质量相等，则必定v甲v乙 B若两人的质量相等，则必定v甲v乙C若两人的速度相等，则必定m甲m乙 D若两人的速度相等，则必定m甲m乙 7质量为M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度V放出一个质量为m的粒子时，剩余部分的速度为 AmV/(M-m) B-mV/(Mm) CmV/(M+m) D-mV/(Mm) 8质量分别为mA和mB的人，站在停于水平光滑的冰面上的冰车C上，当此二人作相向运动时，设A的运动方向为正，则关于冰车的运动下列说法中正确的是 A如果vAvB，则车运动方向跟B的方向相同B如果vAvB，则车运动方向跟B的方向相反C如果vAvB，则车保持静止D如果mAvAmBvB，则车运动方向跟B的方向相同 9A、B两个相互作用的物体，在相互作用的过程中合外力为0，则下述说法中正确的是 AA的动量变大，B的动量一定变大 BA的动量变大，B的动量一定变小CA与B的动量变化相等 DA与B受到的冲量大小相等 10船静止在水中，若水的阻力不计，当先后以相对地面相等的速率，分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等的物体，抛出时两物体的速度方向相反，则两物体抛出以后，船的状态是 A仍保持静止状态 B船向前运动 C船向后运动 D无法判断 11如图5所示，在光滑水平面上有一静止的小车，用线系一小球，将球拉开后放开，球放开时小车保持静止状态，当小球落下以后与固定在小车上的油泥沾在一起，则从此以后，关于小车的运动状态是 A静止不动 B向右运动 C向左运动D无法判断12在光滑水平面上有两辆车，上面分别站着A、B两个人，人与车的质量总和相等，在A的手中拿有一个球，两车均保持静止状态，当A将手中球抛给B，B接到后，又抛给A，如此反复多次，最后球落在B的手中，则关于A、B速率大小是 AA、B两车速率相等 BA车速率大 CA车速率小 D两车均保持静止状态二、填空题 13在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为m/2的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止，则A车与B车速度大小比等于_，A车与B车动量大小比等于_。14一质量为0.1kg的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s，则这段时间内软垫对小球的冲量大小为_。(取g=10m/s2，不计空气阻力)15沿水平方向飞行的手榴弹，它的速度是20m/s，在空中爆炸后分裂成1kg和0.5kg的那两部分。其中0.5kg的那部分以10m/s的速度与原速反向运动，则另一部分此时的速度大小为_ ，方向_。三、计算题 16火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，喷出的气体相对地面的速度为v=1000m/s，设火箭初质量m=300kg，发动机每秒喷20次，在不考虑空气阻力及地球引力的情况下，火箭发动机1s末的速度多大？ 17一个稳定的原子核质量为M，处于静止状态，它放出一个质量为m的粒子后，做反冲运动，已知放出的粒子的速度为v0，则反冲核速度为多少？ 18平静的水面上有一载人小船，船和人的质量共为M，站立在船上的人手中拿一质量为m的物体，起初人相对船静止，船、人、物以共同速度v0前进。当人相对于船以速度u向相反方向将物体抛出后，人和船的速度为多大？(水的阻力不计) 19一辆列车总质量为M，在平直轨道上以v速度匀速行驶，突然后一节质量为m的车厢脱钩，假设列车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当后一节车厢刚好静止时，前面列车的速度多大？例题