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1、动量守恒定律的应用尤溪县第五中学【教学目标】：一、知识目标：1知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题包文升2 掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤3 会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、反冲等物体相互作用的问题二、能力目标：1掌握应用动量守恒定律解题的方法和步骤2 通过对问题的分析解决比较和总结建立物理模型，并能学会利用模型解 决实际问题3 掌握类比、迁移等物理思想【教学重点】：熟练掌握正确应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤【教学难点】：守恒条件的判断，守恒定律模型的建立和应用【教学方法】：讨论，总结，迁移，类比。【教学用具】：投影片、物理课件【教学过程】：一、引入：卡车静止在水平
2、地面上,一个人在车内奋力推车,车是否能被推动呢?学生讨论并总结：系统动量守恒保持为零不变，所以车不会动。教师：动量守恒定律在解题过程中有着重要的作用，今天这节课我们复习动量守恒定律 基础知识回顾：1动量守恒的内容和表达式是什么？2守恒的适用条件是什么？教师引导学生回顾知识点，并指出表达式的同时性和矢量性，计算时应注意的问题。 二、动量守恒条件及矢量性的判断1. 试判断以下情景中系统动量是否守恒（1）.木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的，将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象，从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中。图 1教师：子弹、木块、弹簧组成的系统受到了哪些外力？（将系统视为一个整体，
3、竖直方向重 力、地面的支持力，此二力合力为零，水平方向弹簧压迫墙壁，墙壁会给系统一个向左的弹 力，合力不为零。因此，动量不守恒。）教师启发：系统机械能守恒吗？（子弹在钻入木块过程中，摩擦生热，因此系统机械能有损 失，不守恒）教师：再思考，如果只将子弹和木块视为一系统，则在子弹打入木块这一瞬间，系统动量守1v =2 m / s0恒吗？（子弹打入木块时间极短，因此打入的过程中，弹簧压缩的非常小，系统受到的弹力 很小，远小于子弹与木块的内力，所以这个过程系统的动量是守恒的）点评：物理规律总是在一定条件下得出的，因此在分析问题时，不但要弄清选取哪些物体 作研究对象，而且一定要弄清对应哪个过程，这样才能
4、做到准确判断。（2）.木块和铁块用细线系在一起，浸没在水中匀速下沉。剪短细线前后（木块未浮出水面， 铁块未沉到水底）教师：请说出系统受到的外力？（两者重力之和、两者浮力之和。合外力为零，剪断细线之后，系统受到的重力和浮力仍然不变，合外力仍然为零。动量守恒。）图 3点评：深刻领会动量守恒条件 F =0，拓宽符合条件的情景，只有这样，才能实现能力的迁合移【拓展思考】：木块质量为 m，铁块质量为 M，细线剪断前在水中以速度 v 匀速下沉。剪断细 线之后，经过一段时间，木块的速度大小仍为 v，方向竖直向上，此时木块未浮出水面，铁块还未沉到水底，求此时铁块下沉的速度为多大？学生：取向下为正方向，线断前后
5、系统动量守恒：( M +m ) v =Mv -mv v =M M( M +2 m) v M小结：判断是否守恒，从受力分析入手，整体看一看，隔离看看，区分哪些是外力哪些是 内力2.A、B 两球在光滑水平面上做相向运动，已知 m m .两球相碰后，其中一球停止，则可以断A B定（ ）A.碰前A的动量等于B的动量 B.碰前A的动量大于B的动量C. 若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量D. 若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量教师：A、B 两球组成的系统动量守恒，若碰后 A 停下，则 B 球返回，可断定系统动量方向 与 A 球碰前运动方向一致，所以碰前 A 球动量应该大于 B；反之
6、，则 B 球大于 A 球动量。三、几类典型问题1.碰撞例题：如图所示，在光滑地面上放有三个大小相同的小球，其中m =m =1kg,m =2kg，现让A B CA 球以的速度向着 B 球运动，试求：（1）A、B 碰撞后，A 球停下，则 B 球速度为_2_m/s，该碰撞属于弹性碰撞(填碰撞类型)。（强调该碰撞系统动量守恒，动能也守恒！）（2）若 B 球继续向右运动与 C 球碰撞并粘在一起，则它们的共同速度为_0.67_m/s， 该碰撞属于完全非弹性碰撞。（强调该碰撞系统动量守恒，但动能损失最大！）2m vB 0A（3）若 B 球与 C 球碰后分开，则 C 球速度可能为 2m/s 吗？为什么？0.5
7、m/s 呢？（若 C 球速度为 2，则根据动量守恒定律，（取向右为正方向，得：=m v +m v B B C C计算得到 v =-2m / sB，但是系统碰前动能为2 J，碰后却变成了6 J，这是不可能的！）（若 C 球速度为 0.5m/s，则根据动量守恒定律算出，碰后 V =1m/s，不符合实际物理情境）B教师：通过本道题的练习，大家应该对碰撞有了一个比较全面的认识，下面来总结一下归纳：1.碰撞的种类：_、_、_2. 分 析 碰 撞 后 物 体 速 度 的 可 能 值 时 ， 通 常 抓 住 三 原 则 ： _ 、 _、_练习：1.（双选）光滑水平面上，质量为 1kg 的小球 A 以vA=4
8、 m / s的速度与质量为 2kg 的静止小球 B 正碰。关于碰后 A、B 的速度，下面哪些是可能的（ ）Av =v=4 3 m / s Bv A BC v =1m / s , v =3m / s v A B A=-1m / s , v =2.5 m / sB=-4m / s , v=4m / sB练习大约三分钟教师讲评：根据第一条原则：碰撞前后动量守恒，可以排除C。根据第二条原则：系统动能 不增，可以排除 D。剩余两个选项也符合第三条原则：只碰一次！所以答案：A、B2.如图所示，质量为 m 的子弹以速度 v 击中静止于光滑水平面上的木块 M，并在木块中一0起运动，子弹在木块中所受平均阻力为
9、F，求它们一起运动的速度 v.vv0学生练习大约五分钟，教师引导学生分析并得出答案。碰撞的广义拓展：教师：该题中子弹和木块分别做什么运动？两者的运动跟碰撞进行类比有什么相同点？ 学生讨论并总结：子弹做了减速运动，而木块做加速运动，最后两者速度一样。子弹与木块 的撞击可看成完全非弹性碰撞。教师：很好，接下来我们分析以下两个例子3.试分析右图 A 和 B 分别做什么运动？A 相对 B 滑行最远时满足什么条件？4.（多选）如图所示，在光滑水平面上放置A、B 两个物体，其中 B 物体与一个质量不计的3弹簧相连且静止在水平面上，A 物体质量是 m，以速度 v 逼近物体 B，并开始压缩弹簧，0在弹簧被压缩
10、过程中( )A.在任意时刻，A、B 组成的系统动量保持不变，都是 mv0B. 任意时刻，两物体所受弹力大小相等.C. 在把弹簧压缩到最短过程中，A 物体动量减少，B 物体动量增加.D. 当弹簧压缩量最大时，A、B 两物体的速度大小相等.由学生完成分析（教师提示：从开始到两者速度相等时，可类比成两个物体相撞后结合成一 个整体，所以，这两个例子虽然不是碰撞，但我们可以把它们当作“完全非弹性碰撞”来处 理。）师生最后总结得出：1. 以上情况中，均可类比成两物体相撞后结合成一体，相当于“完全非弹性碰撞”。2. 对相互作用中两物体相距恰“最近”、“最远”等一类临界问题时，求解的关键都是“速度相等”点评：
11、通过对不同物理情境的类比分析，发现并总结其共同特点，从而达到触类旁通，举 一反三的学习效果！2.反冲【例】一炮弹质量为 m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为 v，炮弹在最高点 爆炸成两块，其中一块质量为 m/2,沿原方向飞行，速度大小为 3v，求：（1） 另一块爆炸后瞬时的速度（2） 爆炸过程系统动能增加多少？教师：炮弹爆炸时，内力远大于外力，因此系统动量守恒。请同学们动笔列出表达式： 教师板书解答过程，目的是让学生对解答过程的规范性有深刻印象。解：（1）以炮弹作为研究对象，取原飞行方向为正方向，爆炸前后系统水平方向动量守恒，m m mv = 3v + v则： 2 2 v=-v负号表示速度与原方向相反趣味思考：一次意外空难中，一名飞行员携带密码箱跳伞后，恰好落到某结冰的湖面上，在 无法得到外界救援的情况下，飞行员能否离开光滑的冰面而获得自救？四、小结：碰撞和反冲的比较1. 共同点：过程均满足动量守恒2. 区别：碰撞的过程动能减少或不变；反冲的过程动能增加。五、作业4导与练P17 第 5 题、P18 第 9 题5