16.3 动量守恒定律
【教学目标】
(1)能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞,导出动量守恒的表达式。
(2)了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
(3)加深对动量守恒定律的理解,进一步练习用动量守恒定律解决生产、生活中的问题。
(4)知道求初、末动量不在一条直线上的动量变化的方法。
【教学重点】 掌握动量守恒定律的推导、表达式、适用范围和守恒条件
【教学难点】动量守恒定律的理解及守恒条件的判定
【教学思路】首先通过演示实验使学生了解系统相互作用过程中动量守恒,再使学生清楚地理解动量守恒定律的推导过程、守恒条件及适用范围,即用实验法、推理法、归纳法、举例讲授法。
【教学器材】多媒体、碰撞试验装置。
【教学过程】
◆新课导入
前面已经学习了动量定理,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 ? 这就是我们今天要介绍的动量守恒定律。它是自然界中最重要最普遍的定律之一。
小游戏:两个同学穿上旱冰鞋,静止在地面上,甲推乙一下,两人都会向相反的方向离去,两个人都有了动量,总动量为多少?它们的动量变化遵从什么样的规律呢?
◆新课展示
一、 动量守恒定律
1.实验探究:
学生分组实验,探究碰撞前后系统的动量关系
2.理论探究:
课件展示:光滑的水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别为m1和m2。沿同一直线向相同的方向运动,速度分别是vl和v2,且vl> v2,(1)两个小球的总动量为多少?一段时间后碰撞,碰后的速度为v1'和v2',(2)则碰撞后的总动量为多少?(3)碰撞前后的总动量p和p'有什么关系?
引导学生合作探究:
碰撞之前总动量:P=P1+P2 = m1 vl + m2 v2
碰撞之后总动量:p'=p1'+ p2' = m1 v1'+ m2 v2'
根据牛顿第二定律,碰撞过程中两球的加速度分别是
a1=F1/m1 , a2=F2/m2 (1)
根据牛顿第三定律得 F1=-F2
所以 m1a1=-m2a2 (2)
又由加速度公式
a1= v1'- vl/t a2= v2'- v2/t (3)
由以上(1)(2)(3)得
m1 vl + m2 v2= m1 v1'+ m2 v2'即P= p'
通过定量计算得出结论:碰撞前后的总动量相等
二、动量守恒定律
(通过上述两个例子教师总结给出结论)