動量守恒定律 導(dǎo)學(xué)案-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

使用時間：xxxx年xx月xx日設(shè)計人：高中物理演員第頁第一章第3節(jié)1.3動量守恒定律班級：姓名：一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道動量改變的原因；2.掌握動量守恒定理的內(nèi)容和表達(dá)式及適用條件；3.能利用動量守恒定律解決實(shí)際問題。二、課堂導(dǎo)入第一節(jié)中我們通過分析一輛小車碰撞一輛靜止小車得出：碰撞前后兩輛小車的動量之和不變的結(jié)論。對于冰壺等物體的碰撞也是這樣么？怎樣證明這一結(jié)論？這是一個普遍的規(guī)律么？三、課堂主體任務(wù)一、相互作用的兩個物體的動量改變?nèi)鐖D1.3-1，在光滑水平桌面上做勻速運(yùn)動的兩個物體A、B，質(zhì)量分別是m1和m2，沿同一直線向同一方向運(yùn)動，速度分別是v1和v2，v2＞v1。當(dāng)B追上A時發(fā)生碰撞。碰撞后A、B的速度分別是v1′和v2′。碰撞過程中A所受B對它的作用力是F1，B所受A對它的作用力是F2。碰撞時，兩物體之間力的作用時間很短，用Δt表示。對A：F1?t=m1對B：F2?t=根據(jù)牛頓第三定律：F1=?F2結(jié)論：兩個物體碰撞后的動量之和碰撞前的動量之和動量改變的原因是課堂任務(wù)二、動量守恒定律1.內(nèi)容:如果一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。系統(tǒng)：有相互作用的物體構(gòu)成一個系統(tǒng)；內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力；外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力；2.表達(dá)式：（1）p＝或m1v1＋m2v2＝(系統(tǒng)作用前的總動量等于作用后的總動量)．（2）Δp1＝或m1Δv1＝(系統(tǒng)內(nèi)一個物體的動量變化與另一物體的動量變化等大反向)（3）Δp總＝(系統(tǒng)總動量的變化量為零)3.動量守恒條件(1)理想條件：系統(tǒng)不受外力在光滑水平面上有兩個載有磁鐵的相對運(yùn)動的小車，兩小車組成的系統(tǒng)動量守恒么？(2)實(shí)際條件：系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(3)近似條件：系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力（如碰撞、爆炸等），外力相對來說可以忽略不計，因而系統(tǒng)動量近似守恒；(4)單向條件：系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒。思考與討論：（教材）如圖1.3-2，靜止的兩輛小車用細(xì)線相連，中間有一個壓縮了的輕質(zhì)彈簧。燒斷細(xì)線后，由于彈力的作用，兩輛小車分別向左、右運(yùn)動，它們都獲得了動量，它們的總動量是否增加了？例題1：如圖1.3-3，在列車編組站里，一輛質(zhì)量為1.8×104kg的貨車在平直軌道上以2m/s的速度運(yùn)動，碰上一輛質(zhì)量為2.2×104kg的靜止的貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動。求貨車碰撞后運(yùn)動的速度。例題2：一枚在空中飛行的火箭質(zhì)量為m，在某時刻的速度為v，方向水平，燃料即將耗。此時，火箭突然炸裂成兩塊(如圖)，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。例題3：甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向滑去（圖1.3-5）。在甲推乙之前，兩人的總動量為0；甲推乙后，兩人都有了動量，總動量還等于0嗎？已知甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg，甲的速率與乙的速率之比是多大？課堂總結(jié)：一、動量守恒定律的普適性既然許多問題可以通過牛頓運(yùn)動定律解決，為什么還要研究動量守恒定律？用牛頓運(yùn)動定律解決問題要涉及整個過程中的力。在實(shí)際過程中，往往涉及多個力，力隨時間變化的規(guī)律也可能很復(fù)雜，使得問題難以求解。但是，動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài)，與過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。這樣，問題往往能大大簡化。事實(shí)上，動量守恒定律的適用范圍非常廣泛。近代物理的研究對象已經(jīng)擴(kuò)展到我們直接經(jīng)驗所不熟悉的高速（接近光速）、微觀（小到分子、原子的尺度）領(lǐng)域。研究表明，在這些領(lǐng)域，牛頓運(yùn)動定律不再適用，而動量守恒定律仍然正確。二、應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟1.找：找研究對象(系統(tǒng)包括那幾個物體)和研究過程；2.析：進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；3.定：規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量正負(fù)號；4.列：由動量守恒定律列方程；5.解：解方程，得出最后的結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行分析。動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態(tài),與過程中力的細(xì)節(jié)無關(guān)。隨堂練習(xí)1.（多選）關(guān)于動量守恒的條件，下面說法正確的是()A．只要系統(tǒng)內(nèi)有摩擦力，動量就不可能守恒B．只要系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量就守恒C．系統(tǒng)加速度為零，系統(tǒng)動量一定守恒D．只要系統(tǒng)所受合外力不為零，則系統(tǒng)在任何方向上動量都不可能守恒動量守恒動量守恒2.如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面相切，一個質(zhì)量為m（m<M）的小球從弧形槽h高處由靜止開始下滑，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．在下滑過程中弧形槽對小球的彈力始終不做功B．在小球壓縮彈簧的過程中小球的機(jī)械能守恒C．小球離開彈簧后，小球和弧形槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高處D．在整個過程中，小球、弧形槽和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在下滑過程中弧形槽和小球動量守恒3.(課后習(xí)題)在光滑水平面上，A、B兩個物體在同一直線上沿同一方向運(yùn)動，A的質(zhì)量是5kg，速度是9m/s，B的質(zhì)量是2kg，速度是6m/s。A從后面追上B，它們相互作用一段時間后，B的速度增大為10m/s，方向不變，這時A的速度是多大？方向如何？4.(課后習(xí)題)質(zhì)量是10g的子彈，以300m/s的速度射入質(zhì)量是24g、靜止在光滑水平桌面上的木塊。（1）如果子彈留在木塊中，木塊運(yùn)動的速度是多大？（2）如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度為100m/s，這時木塊的速度又是多大？5.(課后習(xí)題)某機(jī)車以0.4m/s的速度駛向停在鐵軌上的7節(jié)車廂，與它們對接。機(jī)車與第一節(jié)車廂相碰后，它們連在一起具有一個共同的速度，緊接著又與第二節(jié)車廂相碰，就這樣，直至碰上最后一節(jié)車廂。設(shè)機(jī)車和車廂的質(zhì)量都相等，求：與最后一節(jié)車廂碰撞后車廂的速度。鐵軌的摩擦忽略不計。6.(課后習(xí)題)甲、乙兩個物體沿同一直線相向運(yùn)動，甲物體的速度是6m/s，乙物體的速度是2m/s。碰撞