动量守恒的应用(单一方向)

动量守恒的应用 单方向 课题导入 专题应用 目标引领 1 让学生深入领会动量守恒的条件 并学会判断系统可能在某单一方向上动量是守恒的 2 让学生掌握用某一方向上的动量守恒来解决具体的实际问题 独立自学 物理情景 光滑的地面上静止一个质量为M的光滑弧形槽 一质量为m的小球在弧形槽顶端静止释放 2号槽多一固定挡板 1 请同学回忆动量守恒的条件及其表达式 2 请同学思考以上两种物理情景小球与弧形槽组成的系统动量是否守恒 并能够说明理由 3 你能否深入思考对具体的物理情景进行分析描述呢 动动脑筋 可通过受力分析判断运动情况 请同学们独立思考以下几个问题 3分钟 分析问题1 请同学回忆动量守恒的条件及其表达式 1 系统不受外力 或者所受外力和为零 2 系统所受的内力比相互用的外力大很多时 以致可以忽略外力的影响 则系统的动量守恒 数学表达式 对由两个物体组成的系统有 p 0 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 引导探究 小球与弧形槽组成的系统动量是否守恒 物理情景 分析 引导探究 小球与弧形槽组成的系统动量是否守恒 物理情景 分析 通过对以上两种物理情景的分析 由此同学你能以得出什么样的结论 结论 系统整体上不满足动量守恒的条件 但是在某一特定方向上 系统不受外力或所受外力远小于内力 则系统沿这一方向的分动量守恒 引导探究 单一方向上的动量守恒 例1 一辆小车内装有沙子 总质量为20kg 在光滑水平面上以5m s的速度匀速运动 在小车的斜上方距离车高5m处有一质量5kg的小球以的水平速度10m s抛出 小球落在车内与车一起运动 求小车运动的速度 解 小球与小车组成的系统在小球落入小车过程中所受合外力在竖直方向上 水平方向不受外力 所以系统水平方向动量守恒 以向右为正方向 引导探究 单一方向上的动量守恒 变式训练 如图光滑横杆上有一个可以移动的滑块 滑块的质量0 4kg 滑块下方用细绳连接一质量为0 2kg的小球 在绳子水平时 释放小球 释放瞬间滑块的速度为零 已知当细绳与水平方向夹角为530时小球的速度为2m s 求此时滑块的速度 解 系统水平方向上动量守恒 去向左为正方向 滑块的速度为0 8m s 方向水平向右 目标升华 同学们 你们从本节课中学习掌握了什么规律和方法 系统整体上不满足动量守恒的条件 但是在某一特定方向上 系统不受外力或所受外力远小于内力 则系统沿这一方向的分动量守恒 研究对象 相互作用物体组成的系统原始条件 系统所受到的合外力为0变化1 系统在某个方向上合外力为0 则在该方向上系统的动量是守恒的 变化2 系统的内力 外力 外力引起的系统动量变化可忽略不计 系统动量守恒 动量守恒定律条件的扩展 目标升华 要求一 正确判断系统动量是否守恒 要求二 正确运用守恒条件解决实际问题 明确系统 明确过程 判断系统动量是否守恒 找到始末状态 列方程 解方程 求未知量 应用动量守恒定律解决问题的基本思路 模型的拓展 目标升华 模型 弧形槽 单摆 某一方向动量守恒 当堂诊学 基础题 D 诊学1 如图 小车放在光滑的平面上 将系绳小球拉开到一定角度 然后同时放开小球和小车 那么在以后的过程中 A 小球向左摆动时 小车也向左运动 且系统动量守恒B 小球向左摆动时 小车向右运动 且系统动量守恒C 小球向左摆动到最高点 小球的速度为零而小车速度不为零D 在任意时刻 小球和小车在水平方向的动量一定大小相等 方向相反 当堂诊学 能力题 爆炸模型 系统所受的内力比外力大得多 诊学2 从地面竖直向上发射一颗质量为0 4kg礼花弹 升到距地面高度为150m时速度为30m s 此时礼花弹炸成质量相等的两块 其中一块经5s落地 求另一块的速度 当堂诊学 能力拓展题 诊学3 光滑水平面上有一质量为M的滑块 滑块的左侧是一光滑的圆弧 圆弧半径为R 1m 一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块 已知M 4m g取10m s2 若小球刚好没跃出圆弧的上端 求 1 小球的初速度v0是多少 2 滑块获得的最大速度是多少 临界问题分析 分析 1 滑块刚好没跃出圆弧 则二者具有相同的水平速度V1 系统竖直方向动量不守恒 水平方向动量守恒 解 1 系统水平方向动量守恒 设二者具有相同的水平速度V1 由动量守恒定律 mv0 m M V1 由机械能守恒 mv02 2 m M V12 2 mgR解以上两式 V0 5m s 1 小球的初速度v0是多少 临界问题分析 2 滑块获得的最大速度是多少 分析 2 只有球在圆弧上 都会给圆弧一个向右的压力冲量 圆弧动量增加 离开圆弧后给圆弧的冲量为0 圆弧动量不再增加 Ft mv mv0 t增长 mv增大 2 当滑块离开圆弧时速度为V 圆弧动量增加到最大 速度最大为V2 由动量守恒 mv0 mv MV2 由机械能守恒 mv02 2 mv2 2 MV22 2解以上各式V2 2m s 临界问题分析 强化补清 1 归纳和总结今天课堂上的知识2 熟悉今天课堂上讲解的情景模型 回去还需重点练习单一方向上动量守恒和能量守恒相结合的综合应用以及临界问题的分析 感谢各位老师的莅临指导 引导探究 单一方向上的动量守恒 例1 质量为M的光滑劈型滑块放置在光滑水平桌面上 另一质量为m的物体以速度v0向上滑去 物体刚好能到达劈型滑块的最高点 求物体到达最高点的速度 解析