教学重难点 一、 教学重点:
理解动量守恒定律的内容及表达式,理解其守恒的条件
二、教学难点:
了解动量守恒定律的普遍意义,会用动量守恒定律解决实际问题. 提炼的课题 .动量守恒定律的三种表达式
(1)p=p??或m1v1+m2v2=m1v1??+m2v2??(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p??,大小相等,方向相同).
(2)Δp1=-Δp2或m1Δv1=-m2Δv2(系统内一个物体的动量变化量与另一物体的动量变化量等大反向).
(3)Δp=p??-p=0(系统总动量的变化量为零). 教学手段运用
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一、 情景导入: ]
原来静止在滑冰场上的两个人,无论谁推谁一下,两个人都向相反的方向滑去,他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量,现在都有了动量,他们的总动量守恒吗?
二学生自主学习
[先填空]
1.系统、内力和外力
(1)系统:把几个有相互作用的物体合称为系统.
(2)内力:系统内物体间的相互作用力.
(3)外力:系统外的物体对系统内物体的作用力.
2.动量守恒定律 ]
(1)内容
如果一个系统不受外力,或者所受合外力为零,那么这个系统的总动量保持不变.
(2)成立条件
①系统不受外力作用.
②系统受外力作用,但合外力为零.
③系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于内力.这种情况严格地说只是动量近似守恒,但却是最常见的情况.
④系统所受到的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,或在某一方向上外力比内力小得多,则系统在该方向上动量守恒.
3.动量守恒定律的适用范围
它是自然界最普遍,最基本的规律之一.不仅适用于低速、宏观领域,而且适用于高速、微观领域.
[再判断]
1.对于由几个物体组成的系统,物体所受的重力为内力.(?á) ]
2.某个力是内力还是外力是相对的,与系统的选取有关.(?ì)
3.一个系统初、末状态动量大小相等,即动量守恒.(?á)
4.只要合外力对系统做功为零,系统动量就守恒.(?á)
5.系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.(?ì)
[核心点击]
1.对系统?°总动量保持不变?±的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等,不仅仅是初、末两个状态的总动量相等.
(2)系统的总动量保持不变,但系统内每个物体的动量可能都在不断变化.
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和,总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变.
2.动量守恒定律的五个性质
(1)矢量性:定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在:
①该式说明系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等,方向也相同.
②在求初、末状态系统的总动量p=p1+p2+?-和p??=p1??+p2??+?-时,要按矢量运算法则计算.如果各物体动量的方向在同一直线上,要选取一正方向,将矢量运算转化为代数运算.
(2)相对性:在动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系,各物体的速度通常均为对地的速度.
(3)条件性:动量守恒定律的成立是有条件的,应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件.
(4)同时性:动量守恒定律中p1、p2?-必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p1??、p2???-必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量.
(5)普适性:动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.
3.动量守恒定律的三种表达式
(1)p=p??或m1v1+m2v2=m1v1??+m2v2??(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p??,大小相等,方向相同).
(2)Δp1=-Δp2或m1Δv1=-m2Δv2(系统内一个物体的动量变化量与另一物体的动量变化量等大反向).
(3)Δp=p??-p=0(系统总动量的变化量为零).
4.应用动量守恒定律的解题步骤
明确研究对象,确定系统的组成
?y
受力分析,确定动量是否守恒
?y
规定正方向,确定初、末状态动量
?y
根据动量守恒定律,建立守恒方程
?y
代入数据,求出结果并讨论说明
3.关于动量守恒的条件,下面说法正确的是( )
A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒
B.只要系统所受合外力为零,系统动量就守恒
C.系统加速度为零,系统动量一定守恒
D.只要系统所受合外力不为零,则系统在任何方向上动量都不可能守恒
E.系统所受合外力不为零,但系统在某一方向上动量可能守恒
【答案】 BCE
图124
4.如图124所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1??,此时B球的动量大小为p2??,则下列等式成立的是( )
【导学号:67080004】
A.p1+p2=p1??+p2??
B.p1-p2=p1??+p2??
C.p1??-p1=p2??+p2
D.-p1??+p1=p2??+p2
E.p1??-p1=-(p2??+p2)
【答案】 BDE
图125
5.如图125所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,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,若A、B两物体分别向左、右运动,则有( )
A.A、B系统动量守恒
B.A、B系统动量不守恒
C.A、B、C系统动量守恒
D.小车向左运动
【答案】 BCD
6.如图126所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动;设甲同学和他的车的总质量为150 g,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s,乙同学和他的车的总质量为200 g.碰撞前向左运动,速度的大小为4.25 m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)_____.
图126
【导学号:67080005】
【解析】 两车碰撞过程动量守恒.m1v1-m2v2=(m1+m2)v,得v== m/s=-0.5 m/s.
【答案】 -0.5 m/s
7.a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,作用前a球动量pa=30 g·m/s,b球动量pb=0,碰撞过程中,a球的动量减少了20 g·m/s,则碰撞后b球的动量为________.
【解析】 碰撞过程中,a球的动量减少了20 g·m/s,故此时a球的动量是10 g·m/s,a、b两球碰撞前后总动量保持不变,仍为30 g·m/s,则碰撞后b球的动量为20 g·m/s.
【答案】 20 g·m/s
关于动量守恒定律理解的三个误区
(1)误认为只要系统初、末状态的动量相同,则系统动量守恒.产生误区的原因是没有正确理解动量守恒定律,系统在变化的过程中每一个时刻动量均不变,才符合动量守恒定律.
(2)误认为两物体作用前后的速度在同一条直线上时,系统动量才能守恒.产生该错误认识的原因是没有正确理解动量守恒的条件,动量是矢量,只要系统不受外力或所受合外力为零,则系统动量守恒,系统内各物体的运动不一定共线.
(3)误认为动量守恒定律中,各物体的动量可以相对于任何参考系.出现该误区的原因是没有正确理解动量守恒定律,应用动量守恒定律时,各物体的动量必须是相对于同一惯性参考系,一般情况下,选地面为参考系.