§8.3 动量守恒定律.doc

题 目§8.3 动量守恒定律教 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，并在具体问题中判断动量是否守恒。 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。 3．知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。．难 点 重点难点是动量守恒定律的矢量性 重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定教 材分 析 前节教材讲述的冲量动量及动量定理是全章的基础知识,在中学物理中用动量定理处理的对象一般是单体,本节则将研究对象拓展到系统,在动量定理的基础上概括出动量守恒定律,因此,本节内容是上节内容的深化和延伸,定律对众多的研究对象,用更为复杂的数学表述形式,深入地概括了封闭系统中的一般规律,动量守恒定律不仅是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点.学好本节内容,对今后综合处理物理问题以及学???新的物理知识都是至关重要的.本节的重点是理解动量守恒的条件,难点是理解动量守恒定律的物理内涵;动量的矢量性`动量的相对性以及研究对象的系统性、物理状态的同时性教 具小车（两个）、弹簧（一个）．教 学 方 法讲授板 演教 学 过 程教 师 活 动学 生 活 动一、导入新课 前面已经学习了动量定理，它研究的是一个物体受力的作用一段时间后，它的动量怎样变化的问题，而我们常见的是物体相互作用的情况，即相互作用的系统动量变化的情况，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？ 二、教学过程设计 1．以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题，进行理论推导。 画图：( 学生动手推导，观察两小车弹开的情况) 设想在光滑水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是m1和m2，速度分别是v1和v2，而且v1＞v2。则它们的总动量（动量的矢量和）p=p1+p2=m1v1+m2v2。经过一定时间m1追上m2，并与之发生碰撞，设碰后二者的速度分别为v1和v2，此时它们的动量的矢量和，即总动量p=p1+p2=m1v1+m2v2。 板书：p=p1+p2=m1v1+m2v2 p=p1+p2=m1v1+m2v2 下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和p有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2，力的作用时间是t。根据动量定理，m1球受到的冲量是F1t=m1v1-m1v1；m2球受到的冲量是F2t=m2v2-m2v2。 根据牛顿第三定律，F1和F2大小相等，方向相反，即F1t= - F2t。 板书：F1t=m1v1-m1v1 ① F2t=m2v2-m2v2 ② F1t＝-F2t ③ 将①、②两式代入③式应有 板书：m1v1-m1v1= - (m2v2-m2v2) 整理后可得 板书：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 或写成 p1+p2=p1+p2 就是p=p 这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。 分析得到上述结论的条件：（学生总结） 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（这是系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用,但它们彼此平衡.,所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 动量守恒的条件有三种情况： ①系统不受外力或者系统所受外力之和为零； ②系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零；则这个方向上的动量守恒； ③系统所受的外力远小于内力时，可近视认为动量守恒。 2．结论：相互作用的物体所组成的系统，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零。则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 做此结论时引导学生阅读课文。并板书。 ∑F外=0时 p=p 3．研究对象：相互作用的系统 4．具有普适性 5．例题 ： 甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲的速度是3m/s，乙物体的速度是1m/s。碰撞后甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是2m/s。求甲、乙两物体的质量之比是多少？（学生思考，讨论） 引导学生分析：对甲、乙两物体组成的系统来说，由于其不受外力，所以系统的动量守恒，即碰撞前后的总动量大小、方向均一样。 由于动量是矢量，具有方向性，在讨论动量守恒时必须注意到其方向性。为此首先规定一个正方向，然后在此基础上进行研究。 板书解题过程，并边讲边写。 板书： 讲解：规定甲物体初速度方向为正方向。则v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1=-2m/s,v2=2m/s 根据动量守恒定律应有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2移项整理后可得m1比m2为 代入数值后可得m1/m2=3/5，即甲、乙两物体的质量比为3∶5。 6．练习题 质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质