004-质点与质点系的动量定理和动量守恒定律
1、选择题：
1. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动。A 以3 m/s 的速率向右与静止的B 碰撞，A 和B 的质量分别为1kg 和2kg ，碰撞后A 、B 车的速度分别为-1 m/s 和2 m/s ，则碰撞的性质为：［ ］
(A) 完全弹性碰撞 (B) 完全非弹性碰撞 (C) 非完全弹性碰撞 (D) 无法判断 答案：（A ）
2. 完全非弹性碰撞的性质是：［ ］
(A) 动量守恒，机械能不守恒 (B) 动量不守恒，机械能守恒 (C) 动量守恒，机械能守恒 (D) 动量和机械能都不守恒 答案：（A ）
3. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动．第一次实验，B 静止，A 以0.5 m/s 的速率向右与B 碰撞，其结果A 以 0.1 m/s 的速率弹回，B 以0.3 m/s 的速率向右运动；第二次实验，B 仍静止，A 装上1 kg 的物体后仍以 0.5 m/s 的速率与B 碰撞，结果A 静止，B 以0.5 m/s 的
速率向右运动，如图．则A 和B 的质量分别为［ ］ (A) m A =2 kg , m B =1 kg (B) m A =1 kg , m B =2 kg
(C) m A =3 kg, m B =4 kg (D) m A =4 kg, m B =3 kg 答案：（B ）
4. 质量分别为m A 和m B (m A >m B )、速度分别为A v v
和B v v (v A > v B )的两质点A 和B ，受到相同的冲量作用，则［ ］
(A) A 的动量增量的绝对值比B 的小 (B) A 的动量增量的绝对值比B 的大
(C) A 、B 的动量增量相等 (D) A 、B 的速度增量相等 答案：（C ）
5. 12N 的恒力作用在质量为2kg 的物体上，使物体在光滑平面上从静止开始运动，设力的
方向为正方向，则在3s 时物体的动量应为[ ]
(A)36kg m/s -? (B)36kg m/s ? (C)24kg m/s -? (D)24kg m/s ? 答案：（B ）
6. 质量为20 g 的子弹沿x 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿x
轴正向以50 m/s 的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为［ ］
(A) 9 N·s (B) -9 N·s (C)10 N·s (D) -10 N·s 答案：（A ）
7. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动． A 以2 m/s 的速率向右与静止的B 对心碰撞，A 和B 的质量相同，假定车A 的初始速度方向为正方向，则碰撞为完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞时车A 的速度分别为：［ ］
(A) v A =0m/s ，v A =2 m/s (B) v A =0m/s ，v A =1 m/s (C) v A =1m/s ，v A =0 m/s (D) v A =2m/s ，v A =1 m/s 答案：（B ）
8. 质量为m 的质点，以不变速率v 沿水平光滑轨道垂直撞击墙面，撞击后被反弹，假设撞击为完全弹性碰撞，并规定碰撞前质点运动方向为正方向，则质点作用于墙面的冲量为[ ]
(A) mv (B)2mv (C) -mv (D) -2mv 答案：（B ）
9. 质量为0.02kg 的子弹，以400 m/s 的速率沿图示方向射入一原来静止的质量为0.98kg 的摆球中，摆线长度不可伸缩．子弹射入后开始与摆球一起运动的速率为［ ］
(A) 2 m/s (B) 4 m/s (C) 7 m/s (D) 8 m/s 答案：（B ）
10. 质量为1kg 的小球，沿水平方向以速率5m/s 与固定的竖直壁作弹性碰撞，设指向壁内的方向为正方向，假设碰撞作用时间为0.1s ，则碰撞过程中小球受到的平均作用力为[ ]
(A) 50N (B) -50N (C)100N (D) -100N 答案：（D ）
11. 一新型机枪每分钟可射出质量为0.020kg 的子弹900颗，子弹射出的速率为800 m/s ，则射击时枪对射击者的平均作用力大小为[ ]
(A) 0.267 N (B) 16 N (C)240 N (D) 14400 N 答案：（C ）
12. 一炮弹由于特殊原因在水平飞行过程中，突然炸裂成两块，其中一块作自由下落，则另一块着地点（飞行过程中阻力不计）[ ]
(A) 比原来更远 (B) 比原来更近 (C) 仍和原来一样远 (D) 条件不足，不能判定 答案：（A ）
13. 有两个完全相同的木块同时从同一高度自由落下，在下落过程中有一水平方向飞来的子弹（其质量不可忽略不计）击中其中的一个木块，并与木块一起下落，则[ ] (A)两木块同时落地 (B)被击中的木块后落地 (C)被击中的木块先落地 (D)无法判断 答案：（A ）
14. 质量为m 的质点，以不变速率v 沿图中正方形ABC D 的水平光滑轨道运动。质点越过B 角时，轨道作用于质点的冲量的大小为[ ] (A) mv (B)2 (C) 3 (D) 2mv 答案：（B ）
15. 在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车，向东南（斜向上）方向发射一炮弹，
对于炮车和炮弹这一系统，在此过程中（忽略冰面摩擦力及空气阻力）［ ］ (A) 总动量守恒 (B) 总动量在任何方向的分量均不守恒
(C) 总动量在炮身前进的方向上的分量守恒，其它方向动量不守恒 (D) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒，竖直方向分量不守恒 答案：（D ） 30
A B
D
16. 一质量为M 的斜面原来静止于水平光滑平面上，将一质量
为m 的木块轻轻放于斜面上，如图．如果此后木块能静止于斜面上，则斜面将［ ］ (A) 保持静止 (B) 向右加速运动 (C) 向右匀速运动 (D) 向左加速运动 答案：（A ）
17. 以大小为4N.s 的冲量作用于8kg 的物体上，物体最后的速率为[ ]
(A) 0.5m/s (B) 2m/s (C) 32m/s (D) 无法判断 答案：（D ）
18. 质量为m 的铁锤竖直向下打桩，最后静止在桩上，设打击的时间为t , 碰撞前锤的速率为v , 锤的重力为G ，在打击过程中铁锤所受合力的平均值大小应为[ ]
(A) mv /t +G (B) mv /t -G (C) mv /t (D) G 答案：（C ）
19. A 、B 两木块质量分别为m A 和m B ，且m B ＝2m A ，两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上，如图所示．若用外力将两木块压近使弹簧被压缩，然后将外力撤去，则此
后两木块运动动量之比p KA /p KB 为[ ]
(A) 1:1 (B) 1:2 (C) 2:1 (D)-1:1 答案：（D ）
20. 一质量为m 的物体，以初速0v ?
从地面上抛，如果抛射角θ＝30°和θ＝90°
（初速度与水平面的夹角），忽略空气阻力，则从抛出到刚要接触地面的过程中， 物体动量增量的绝对值[ ]
(A) θ＝90°的大 (B) θ＝30°的大 (C) 相同 (D)无法判断。 答案：（A ）
21. 炮车以仰角α发射一炮弹，炮弹与炮车质量分别为m 和M ，炮弹相对于炮筒出口速度为v ，不计炮车与地面间的摩擦，则炮弹发射时炮车的反冲速度大小为[ ]
(A)cos /mv M α? (B)cos /()mv M m α?+ (C)cos /()mv M m α?- (D)/mv M 答案：（B ）
22. 质量为m 的质点，以不变速率v 沿图中正三角形ABC 的水平光滑轨道运动．质点越过B 角时，质点作用于轨道的冲量的大小为[ ] (A) mv (B)2 (C) 3 (D) 2mv 答案：（C ） m M
m A
m B
C
23. 如图所示．一斜面固定在一小车上，一物块置于该斜面上．在小车沿水平方向加速起动的过程中，物块在斜面上无相对滑动. 此时斜面上摩擦力对物块的冲量的方向[ ]
(A) 是水平向前的 (B) 只可能沿斜面向上 (C) 只可能沿斜面向下 (D) 沿斜面向上或向下均有可能 答案：（D ）
24. 有一质量为M （含炮弹）的炮车，在一倾角为θ 的光滑斜面上下滑，当它滑到某处速率为v 0时，从炮内射出一质量为m 的炮弹沿水平方向。欲使炮车在发射炮弹后的瞬时停止下滑，则炮弹射出时对地的速率为[ ] (A)
θm M cos 0v (B) 0cos Mv θm (C) 0()cos M m v m θ- (D) 0()cos M m v θ
m
-
答案：（A ）
25. 如图所示，圆锥摆的摆球质量为m ，速率为v ，圆半径为R ，当摆球在水平圆轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为[ ]
(A) 2m v (B) v /Rmg π (C) 0 (D)
2
2)/()2(v v R mg m π+
答案：（B ）
2、填空题
1. 质量为m 的小球在光滑平面上，沿水平方向以速率v 0撞击一垂直的墙面，被垂直弹回的水平速率仍为v 0，则碰撞过程中，小球的受到墙壁的冲量大小为__________。 答案：-2mv 0（动量定理）
2. 一木块质量为M ，静止地放置在光滑的水平面上，一质量为m 速度为v 的子弹水平地射入木块，并和木块一起运动，则射入后木块的速度大小为_________。 答案：mv /(M+m ) （动量守恒）
3. 两物体A 和B ，无摩擦地在一条水平直线上运动。开始时，B 静止，物体A 的动量为 P A = P 0，式中P 0为正值常量；碰撞后物体A 的动量为 P A1 = 0.5P 0。则碰撞后物体B 的动量为：P B1＝____________。 答案：0.5P 0 （动量守恒）
4. 一木块质量为m ，静止地放置在光滑的水平面上，一子弹水平地穿过木块，设子弹穿过所用的时间为?t ，木块对子弹的阻力为恒力F ，则子弹穿出后，木块的速度大小为_ _。 答案：/F t m ? （动量定理）
θ
m
θ
v
?v 0
m
M
m
v ?
R
5. 一物体质量为10 kg ，受到方向不变的力F ＝30＋40t (SI)作用。若物体的初速度大小为零，则在2s 末物体速度的大小等于___________。
答案： 14 m · s -1（动量定理）
6. 一质量为m 的物体，原来以速率v 向北运动，它突然受到外力打击，变为向西运动，速率仍为v ，则外力的冲量大小为___________。 答案：2m v （动量定理）
7. 一质量为m 的物体，以初速0v ?
从地面竖直上抛，如忽略空气阻力，则从抛出到刚要接触地面的过程中，物体动量增量的大小为__________。 答案： 2m v 0（动量定义）
8. 质量为M 的平板车，以速度v ?
在光滑的水平面上滑行，一质量为m 的物体从h 高处竖直落到车子里，两者一起运动时的速度大小为__________。 答案：
Mv
M m
+（动量定理）
9. 有一质量为M 的物体，在光滑的水平面上沿直线滑行，当它滑到某处速率为v 0时发生爆炸，从主体上射出一质量为m 的小块沿原方向水平飞行，此时主体的速度为零，则小块射出时对地的速率v ＝__________。 答案： 0/Mv m （动量守恒定律）
10. 一质量为m 的物体作斜抛运动，初速率为v 0，仰角为θ．如果忽略空气阻力，物体从抛出点到最高点这一过程中所受合外力的冲量大小为___________。 答案： m v 0 sin θ（动量定理）
11. 如图所示，质量为m 的子弹以水平速度0v ?
射入静止的木块并陷入木块内，设子弹入射过程中木块M 不反弹，则墙壁对木块的冲量
=__________。
答案： 0v ?
m -（动量定理）
12. 一质量为30 kg 的物体以10 m·s -1的速率水平向东运动，另一质量为20 kg 的物体以20 m·s -1的速率水平向西运动。两物体发生完全非弹性碰撞后，它们的速度大小v ＝__ _。 答案： 2 m/s （动量定理）
13. 一质量为1 kg 的物体，静止于水平地面上，物体与地面之间的滑动摩擦系数μ＝0.2，现对物体施一方向不变的水平拉力F ＝10N ，则2秒末物体的速度大小v ＝______。（假设重力加速度g =10m/s 2）
答案： 16 m · s -1
（动量定理）
14. 质量m =10kg 的木箱放在地面上，在水平拉力F = (50+10t)N 的作用下由静止开始沿直线运动，若已知木箱与地面间的摩擦系数μ=0.1,那么在t = 2 s 时，木箱的速度大小为_ __ ___（g 取10 m/s 2）。 答案：10 m /s （动量定理）
15. 两物体A 和B ，无摩擦地在一条水平直线上运动。物体A 的动量是时间的函数，表达式为 P A = P 0 – b t ，式中P 0 、b 分别为正值常量，t 是时间。t =0时刻物体A 和B 发生碰撞，此时B 的动量为– P 0，物体B 的动量作为时间函数的表达式为：P B ＝__________。 答案： – P 0 + b t （动量守恒）
16. 一物体质量M ＝2 kg ，在合外力(32)F t i =+v v
(SI )的作用下，从静止开始运动，式中i ?
为方向一定的单位矢量, 则当ｔ＝1 s 时物体的速率v 1＝___________。
答案：2 m/s （动量定理）
17. 假设作用在一质量为10 kg 的物体上的力，在5秒内均匀地从零增加到50 N ，使物体沿力的方向由静止开始作直线运动，则物体最后的速率v ＝___________。
答案： 12.5 m · s -1（动量定理）
18. 一吊车底板上放一质量为10 kg 的物体，若吊车底板加速上升，加速度大小为
a ＝3+5t (SI)，0到2秒内物体动量的增量大小P ?＝___________。 答案： 160 N·s （动量定理）
19. 一质量为5 kg 的物体，其所受的作用力F 随时间的变化关系如图所示．设物体从静止开始沿直线运动，则20秒末物体的速率v ＝__ _。 答案： 5 m/s （动量定理）
20. 粒子B 的质量是粒子A 质量的4倍，开
始时粒子A 的速度A034v i j =+v v v
,粒子B 的速度
B027v i j =-v v v
；在无外力作用的情况下两者发生碰撞，碰后粒子A 的速度变为
A 74v i j =-v v v ，则此时粒子
B 的速度B v v
＝___________。
答案：j i ?
?5-（动量守恒定律）
21. 一颗子弹在枪筒里前进时，所受的合力随时间变化：5
40010F t =- (SI)。假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则子弹在枪筒中所受力的冲量I ＝___________。 答案： 0.8 N.s （动量定理）
22. 一质量为30 kg 的物体以10 m·s -1的速率水平向东运动，另一质量为20 kg 的物体以20 m·s -1的速率水平向北运动。两物体发生完全非弹性碰撞后，它们的速度大小v ＝___ _。
答案： 10 m/s （动量定理）
23. 一质量m ＝0.01kg 的子弹，以速率v 0＝500 m/s 沿水平方向射穿一物体．穿出时，子弹的速率为v ＝50 m/s ，仍是水平方向。假设以子弹运动方向为正方向，则子弹在穿透过程中所受的冲量为___________。 答案： -4.5 N·s （动量定理）
24. 一质量为1 kg 的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静摩擦系数μ 0＝0.20，滑动摩擦系数μ＝0.15，现对物体施一方向不变的水平拉力F ＝t+3(SI)，则2秒末物体的速度大小v ＝__________。（取g =10m/s 2）
答案： 5 m · s -1
（动量定理）
25. 一质量为1 kg 的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静摩擦系数μ 0＝0.20，滑动摩擦系数μ＝0.15，现对物体施一方向不变的水平拉力F ＝t+1(SI)，则2秒末物体的速度大小v ＝___________。（取g =10m/s 2）
答案： 1 m · s -1（动量定理）
3、计算
1. 质量为1 kg 的物体，由水平面上点O 以初速度v 0=10m/s 竖直上抛，若不计空气的阻力，求（1）物体从上抛到上升到最高点过程中，重力的冲量；（2）物体从上抛到上升到最高点，又自由降落到O 点过程中，重力的冲量；（3）如果降落到地面时，物体和地面作用的时间为0.01秒（落地后物体未反弹），则物体受到地面的平均作用力为多少，方向如何？（取重力加速度g =10m/s 2）
解答及评分标准：
（1）规定向上的方向为正。
物体从上抛到上升到最高点过程中，只有重力的作用，由冲量定理得
0()1(010)10()I p m v v N s =?=-=?-=-?
负号说明重力冲量的方向向下。 （3分） （2）规定向上的方向为正。
物体从上抛到上升到最高点，又自由降落到O 点（速度为v 2=-10m/s ）过程中，只有重力的作用，由冲量定理得
20()1(1010)20()I p m v v N s =?=-=?--=-?
负号说明重力冲量的方向向下。 （3分）
（3）规定向上的方向为正。
物体自由降落到地面时，速度为v 2=-10m/s ，受到重力和地面支持力的作用，由冲量定理得
2
2()(0)1010()mv F mg t m v F mg N t
-?=-?=-
=? 作用力的方向竖直向上。 （4分）
2. 速率为300m/s 水平飞行的飞机，与一身长0.2m 、质量为0.2kg 的飞鸟碰撞，假设碰撞后小鸟粘在飞机上，同时忽略小鸟在碰撞前的速度，求（1）小鸟在碰撞后动量的增量；（2）假设飞机在碰撞前的动量为1.5?107N.s ，求飞机的质量及碰撞后飞机的动量；（3）在碰撞过程中飞机受到飞鸟的平均冲击力的大小。 解答及评分标准：
（1）由于小鸟的质量远远小于飞机的质量，因此小鸟在碰撞后，速度近似为300m/s ，动量的增量为
0()0.2(3000)60(N.s)p m v v ?=-=-= （2分）
（2）由动量定义得，飞机的质量为
741010/ 1.510/300510(kg)p Mv M p v =?==?=? （2分）
由动量守恒得，飞机在碰撞中，减少的动能等于小鸟增加的动能
77721 1.51060 1.500006010 1.510()p p p N s =+?=?+=?≈??（2分）
（3）在碰撞过程中，碰撞时间为：0.2/300s ，由动量定理得，飞鸟受到的平均冲击力
4/60/(0.2/300)910(N)F t p F p t ?=??=?==? （2分）
由于飞鸟受到的力和飞机受到的力是作用力和反作用力，因此飞机受到飞鸟的平均冲击力的大小为4
4
910(N), 910N F F '=-=-??大小为 （2分）
3. 一质量为10 kg 的物体，沿x 轴无摩擦地滑动，t =0时刻，静止于原点，求（1）物体在力34 N F t =+的作用下沿直线运动了3秒，求物体的动量；（2）物体在力 3 N F =的作用下沿直线运动了3米，求物体的动量。(
2.23≈) 解答及评分标准：
（1）由冲量定理得
3
d (34)d 27(N.s)p p F t t t =?=?=+?=?? （4分）
（2）在3米处，质点对应的时间为：
0002
0.302
/0.3
d 0.3d 0.3d 0.3d t
t
t
t a F m v v a t t t x x v t t t t
==?=+
?=?=?=+?=?=
?
??? （3分）
2
0.323 4.46(s)
x t t ==?==≈ （1分） 由冲量定理得
4.46
d 3d 13.4(N.s)p p F t t =?=?=?≈??
（2分）
方法2：由牛顿第二定律先求速度，再求解动量。
《动量守恒定律》教案 ★新课标要求 (一)知识与技能 掌握运用动量守恒定律的一般步骤 (二)过程与方法 知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。 (三)情感、态度与价值观 学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。 ★教学重点 运用动量守恒定律的一般步骤 ★教学难点 动量守恒定律的应用． ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 1．动量守恒定律的内容是什么？ 2．分析动量守恒定律成立条件有哪些？ 答：①F合=0(严格条件) ②F内远大于F外(近似条件) ③某方向上合力为0，在这个方向上成立。 (二)进行新课 1．动量守恒定律与牛顿运动定律 师：给出问题(投影教材11页第二段) 学生：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。 (教师巡回指导，及时点拨、提示)
推导过程： 根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是 1 11m F a = ， 222m F a = 根据牛顿第三定律，F 1、F 2等大反响，即 F 1= - F 2 所以 2211a m a m -= 碰撞时两球间的作用时间极短，用t ?表示，则有 t v v a ?-'=111， t v v a ?-'= 22 2 代入2 211a m a m -=并整理得 221 12211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。 教师点评：动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。 2．应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。 (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。 (3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量
动量守恒定律导学案答案 【学习目标】 1.了解系统、内力和外力的概念. 2.理解动量守恒定律的确切含义、表达式和守恒条件. 3.能用牛顿运动定律推导动量守恒定律的表达式，了解动量守恒定律的普遍意义. 4.会用动量守恒定律解释生活中的实际问题． 【自主预习】 一、系统、内力与外力 1．系统：相互作用的_________物体组成一个力学系统． 2．内力：___________物体间的相互作用力． 3．外力：系统_________的物体对系统内物体的作用力． 二、动量守恒定律 1．内容：如果一个系统___________，或者______________________，这个系统的总动量保持不变． 2．表达式： m1v1＋m2v2＝__________(作用前后总动量相等)． 3．适用条件：系统____________或者所受外力的矢量和_________ 【自主预习答案】 一、1．两个或多个． 2．系统中． 3．外部． 二、1．不受外力，所受外力的矢量和为0． 2．m1v1′＋m2v2′． 3．不受外力、为零．
问题探究】 一、对动量守恒定律的理解 【自主探究一】 1．如图所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故．如果将甲、乙两辆汽车看做一个系统，丙车对乙车的作用力是________(“内”或“外”)力；如果将三车看成一个系统，丙对乙的力是________(“内”或“外”)力． 【答案】外内 【解析】内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统内的物体的作用力．一个力是内力还是外力关键是看选择的系统．如果将甲和乙看成一个系统，丙车对乙车的力是外力；如果将三车看成一个系统，丙车对乙车的力是内力． 2.如图所示，光滑水平桌面上质量分别为m1、m2的球A、B，沿着同一直线分别以v1和v2的速度同向运动，v2>v1.当B球追上A球时发生碰撞，碰撞后A、B两球的速度分别为v1′和v2′.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系． 【答案】设碰撞过程中两球受到的作用力分别为F1、F2，相互作用时间为t.根据动量定理：F1t＝m1(v1′－v1)，F2t＝m2(v2′－v2)． 因为F1与F2是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律知，F1＝－F2， 则有：m1v1′－m1v1＝m2v2－m2v2′ 即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
高中物理-动量守恒常见模型练习 一、弹性碰撞 1．如图,一条滑道由一段半径R ＝0.8 m 的14 圆弧轨道和一段长为L ＝3.2 m 水平轨道MN 组成,在M 点处放置一质量为m 的滑块B ,另一个质量也为m 的滑块A 从左侧最高点无初速度释放,A 、B 均可视为质点．已知圆弧轨道光滑,且A 与B 之间的碰撞无机械能损失(取g ＝10 m/s 2)． （1）求A 滑块与B 滑块碰撞后的速度v A ′和v B ′； （2）若A 滑块与B 滑块碰撞后,B 滑块恰能达到N 点,则MN 段与B 滑块间的动摩擦因数 μ的大小为多少？ 二、非弹性碰撞 2．如图所示,质量m ＝1.0 kg 的小球B 静止在光滑平台上,平台高h ＝0.80 m ．一个质量为M ＝2.0 kg 的小球A 沿平台自左向右运动,与小球B 发生正碰,碰后小球B 的速度v B ＝6.0 m/s,小球A 落在水平地面的C 点,DC 间距离s ＝1.2 m ．求： (1)碰撞结束时小球A 的速度v A ； (2)小球A 与小球B 碰撞前的速度v 0的大小． 三、完全非弹性碰撞 3．如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN 为直径且与水 平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A 以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量与A 相同的小球B 发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N 为2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求： (1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t ； (2)小球A 冲进轨道时速度v 的大小． 2、爆炸 1、碰撞
第4节碰__撞 1．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做 弹性碰撞，如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 2．两小球碰撞前后的运动速度与两球心的连线在 同一条直线上，这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。 3．微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接 触”，这样的碰撞又叫散射。 一、碰撞的分类 1．从能量角度分类 (1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。 (2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。 (3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大。 2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类 (1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动。 (2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动。 二、弹性碰撞特例 1．两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则碰后两球速度分别为 v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1 m 1＋m 2 v 1。 2．若m 1＝m 2的两球发生弹性正碰，v 1≠0，v 2＝0，则v 1′＝0，v 2′＝v 1，即两者碰后交换速度。 3．若m 1?m 2，v 1≠0，v 2＝0，则二者弹性正碰后，v 1′＝－v 1，v 2′＝0。表明m 1被反向
以原速率弹回，而m2仍静止。 4．若m1?m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1。表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去。 三、散射 1．定义 微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞。 2．散射方向 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。 1．自主思考——判一判 (1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量守恒定律。(×) (2)速度不同的两小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。(×) (3)在系统所受合外力为零的条件下，正碰满足动量守恒定律，斜碰不满足动量守恒定律。(×) (4)微观粒子碰撞时并不接触，但仍属于碰撞。(√) 2．合作探究——议一议 (1)如图16-4-1所示，打台球时，质量相等的母球与目标球发生碰撞，两个球一定交换速度吗？ 图16-4-1 提示：不一定。只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时，系统的总动量守恒，总动能守恒，才会交换速度，否则不会交换速度。 (2)如图16-4-2所示是金原子核对α粒子的散射，当α粒子接近金原子核时动量守恒吗？ 图16-4-2 提示：动量守恒。因为微观粒子相互接近时，它们之间的作用力属于内力，满足动量守
16.3 动量守恒定律课堂学案 一、合作探究 如图1所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，v1>v2。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别是v1’和v2’。碰撞过程中第一个小球受第二个小球对它的作用力是F1，第二个小球所受第一个小球对它的作用力是F2。两小球作用时间为Δt。 分别对两小球使用动量定理，探究碰撞前、后两小球总动量的关系。 问题1：用所给的字母分别表示出碰撞前、后两小球的动量之和？ 问题2：碰撞过程中，两小球所受的平均作用力F1和F2有什么关系？ 问题3：碰撞过程中，对小球m1，列出动量定理的表达式？ 问题4：碰撞过程中，对小球m2，列出动量定理的表达式？ 结合以上问题，分析两小球的总动量在碰撞前后的关系。 二、归纳总结 动量守恒定律： （1）内容： （2）表达式： （3）条件：
三、例题解析 例1：在列车编组站里，一辆m 1＝1.8×104kg 的甲货车在平直轨道上以v 1=2m/s 的速度运动，碰上一辆m 2＝1.2×104kg 的静止的乙货车，它们碰撞后结合在一起继续运动如图2。求货车碰撞后运动的速度。 思考：碰撞过程中动量是否守恒？ 例2：如图3所示，一质量为M=4Kg 的小车在光滑的水平地面上以v=1m/s 的速度向左运动，现有一质量为m=1Kg 的小滑块以一定的初速度v 0=2m/s 从小车的左端开始向右端滑行，最终物块相对于小车静止，一起做匀速直线运动。则： （1）物块和小车组成的系统动量守恒吗？ （2）最终他们的共同速度是多少？ 例3：如图4所示，一枚在空中飞行的导弹，质量为m 。在某点速度大小为V ，方向向右，导弹在该地突然炸裂成两块，其中质量为m 1的一块沿着V 的反方向飞去，速度的大小为V 1，求炸裂后另一块的速度为V 2。 思考：爆炸过程中动量是否守恒？ 图2 图4 图3
动量守恒定律中的典型模型 1、子弹打木块模型包括木块在长木板上滑动的模型，其实是一类题型，解决方法基本相同。一般要用到动量守恒、动量定理、动能定理及动力学等规律，综合性强、能力要求高，是高中物理中常见的题型之一，也是高考中经常出现的题型。 例1：质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度V0水平向右射穿木块后，速度为V0/2。设木块对子弹的阻力F恒定。求： （1）子弹穿过木块的过程中木块的位移 （2）若木块固定在传送带上，使木块随传送带始终以恒定速度u 3、弹簧木块模型 例5、质量为m 的物块甲以3m/s 的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m 的物体乙以4m/s 的速度与甲相向运动，如图所示。则（ ） A ．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，动量 不守恒 B ．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零 C ．当甲物块的速率为1m/s 时，乙物块的速率可能为2m/s ，也可能为0 D ．甲物块的速率可能达到5m/s 例6、如图所示，光滑的水平面上有m A =2kg ，m B = m C =1kg 的三个物体，用轻弹簧将A 与B 连接．在A 、C 两边用力使三个物体靠近，A 、B 间的弹簧被压缩，此过程外力做功72 J ，然后从静止开始释放，求： （1）当物体B 与C 分离时，B 对C 做的功有多少？ （2）当弹簧再次恢复到原长时，A 、B 的速度各是多大？ 例7、如图所示,光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连木块A 和B,一质量为m 子弹,以速度v 0,水平击中木块A,并留在其中,A 的质量为3m,B 的质量为4m. (1)求弹簧第一次最短时的弹性势能 (2)何时B 的速度最大，最大速度是多少？ 4、碰撞、爆炸、反冲 Ⅰ、碰撞分类（两物体相互作用，且均设系统合外力为零） （1）按碰撞前后系统的动能损失分类，碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞． （2）弹性碰撞前后系统动能相等．其基本方程为① m 1v 1+m 2v 2=m 1 v 1'+m 2 v 2' ② 222211222211'2 1'212121v m v m v m v m +=+ ． （3）A 、B 两物体发生弹性碰撞，设碰前A 初速度为v 0，B 静止，则基本方程为 ① m A v 0=m A v A +m B v B ，② 2 220212121B B A A A v m v m v m += 可解出碰后速度0v m m m m v B A B A A +-= ， 高中物理-动量守恒定律（一） ★新课标要求 （一）知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围 （二）过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 （三）情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件． ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。 （二）进行新课 1．动量（momentum）及其变化 （1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s 读作“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。 师：大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念. ②矢量性：动量的方向与速度方向一致。 师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生 的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 （2）动量的变化量： 定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差 【例1（投影）】 一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】 2．系统内力和外力 【学生阅读讨论,什么是系统？什么是内力和外力？】 （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力 （3）外力：外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释,引发学生思考和讨论,加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 3．动量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ （2）注意点： ①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ②矢量性：以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向； ③同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） ④条件：系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时,系统动量可视为守恒； 思考与讨论： 如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块, 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中, 《动量守恒定律》教学设计 物理组梁永 一、教材分析 地位与作用 本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册（人教版）第一章第三节。 本节讲述动量守恒定律，它既是本章的核心内容，也是整个高中物理的重点内容。它是在学生学习了动量、冲量和动量定理之后，以动量定理为基础，研究有相互作用的系统在不受外力或所受合外力等于零时所遵循的规律。它是动量定理的深化和延伸，且它的适用范围十分广博。 动量守恒定律是高中物理阶段继牛顿运动定律、动能定理以及机械能守恒定律之后的又一严重的解决问题的基本工具。动量守恒定律对于宏观物体低速运动适用，对于微观物体高速运动同样适用；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。因此，动量守恒定律不仅在动力学领域有很大的应用，在日后的物理学领域如原子物理等方面都有着广博的应用，为解决物理问题的几大主要方法之一。因此，动量守恒定律在教学当中有着非常严重的地位。 二、学情分析 学生在前面的学习当中已经掌握了动量、冲量的相关知识，在学习了动量定理之后，对于研究对象为一个物体的相关现象已经能够做出比较确凿的解释，并且学生已经初步具备了动量的观念，为以相对较为繁复的由多个物体构成的系统为研究对象的一类问题做好了知识上的准备。 碰撞、爆炸等问题是生活中比较多见的一类问题，学生对于这部分现象比较感兴趣，理论和实际问题在这部分能够很好地结合在一起。学生在前期的学习和实践当中已经具备了一定的分析能力，为动量守恒定律的推导做好了能力上的准备。 从实验导入，激发学生求知欲，对于这部分的相关知识，学生具备了一定的主动学习意识。 三、教学目标、重点、难点、关键 （一）教学目标 1.知识与技能：理解动量守恒定律的确切含义和表达式，能用动量定理和牛顿第 三定律推导出动量守恒定律，掌握动量守恒定律的适用条件。 2.过程与方法：分析、推导并应用动量守恒定律 3.情感态度与价值观：培养学生实事求是的科学态度和严格务实的学习方法。 （二）重点、难点、关键 重点：动量守恒定律的推导和守恒条件 难点：守恒条件的理解 关键：应用动量定理分析四、设计理念 在教学活动中，充分体现学生的主体地位，积极调动学生的学习热情，让学生在学习过程当中体会胜利的喜悦，渗透严格务实的科学思想；同时，教师发挥自身的主导作用，引导学生在学习探究活动当中找到正确的分析方向， 五、教学流程设计教学方法 分析归纳法、质疑讨论法、多媒体展示教学流程（一）引入新课 回顾动量定理的内容和表达式，指出动量定理的研究对象为一个物体。质疑：当物体相互作用时，情况又怎样呢？（二）新课教学 1、分析教材中实验部分，对比多媒体展示的实验，总结通过实验得到的相关结论。 16．2 动量守恒定律（一）学案导学 教学目标： 理解动量的概念，明确动量守恒定律的内容，理解守恒条件和矢量性。理解“总动量”就是系统内各个物体动量的矢量和。 1．动量（momentum）及其变化 （1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s 读作“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 ②相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。 ③矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。 【例1】关于动量的概念，下列说法正确的是;( ) A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．动量相同的物体速度小的惯性大 （2）动量的变化量： 定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mυ1矢量差 【例2】一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 2．系统内力和外力 （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力 （3）外力：外物对系统内物体的作用力 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 注意：内力和外力随系统的变化而变化。 3．动量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 （2）适用条件：系统不受外力或者所受外力的和为零 （3）公式：p1/+p2/=p1+p2即m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ 或Δp1=-Δp2或Δp总=0 （4）注意点： ①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ②矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； ③同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） ④条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力； 条件的延伸：a.当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒；（如爆炸问题。） b.若系统受到的合外力不为零，但在某个方向上的合外力为零，则这个方向的动量守恒。 例如：如图所示，斜面体A的质量为M，把它置于光滑的水平面上， 一质量为m的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下，与斜面体分离后以速 度v在光滑的水平面上运动，在这一现象中，物块B沿斜面体A下滑时， A与B间的作用力(弹力和可能的摩擦力)都是内力，这些力不予考虑。但 物块B还受到重力作用，这个力是A、B系统以外的物体的作用，是外力；物体A也受到重力和水平面的支持力作用，这两个力也不平衡(A受到重力、水平面支持力和B对它的弹力在竖 学号：_______ 姓名：_______ 1.3动量守恒定律的应用4—弹簧模型 【旧知检测】 1．有两个质量分别是m A= 0.2 Kg、m B=0.4Kg的小球分别以v A= 3.0m/s和v B= 6m/s的 速度沿光滑水平面相向运动，碰撞后粘合在一起。求： （1）、它们的共同速度大小和方向 （2）、损失的机械能 【考点呈现】弹簧模型的动量与能量转化 【尝试练】 模型：设光滑水平面上，物体A质量为m1= 1kg，B质量为m2= 2kg，B的左端连有轻弹簧。A以速度v 1=9m/s向静止物体B运动。 从Ⅰ到Ⅱ位置： 对A:受到向的力，故V逐 渐。且加速度a1逐渐。 对B:受到向的力，故V逐渐。且加速度a2逐渐。 当A、B速度时，弹簧被压缩最短（如图Ⅱ位置），此时加速度最，弹簧储存的弹性势能最。 从Ⅱ到Ⅲ位置： 对A: 受到向的力，故V继续。且加速度a1逐渐。 对B:受到向的力，故V继续。且加速度a2逐渐。 当弹簧恢复原长时（如图Ⅲ），此时加速度最，弹簧储存的弹性势能最。A、B将。 规律：整过程动量，机械能 【巩固练】 1.设光滑水平面上，小球A质量为m1= 2kg，小球B质量为m2= 2kg，B的左端连有轻弹簧。A球以速度v1=9m/s向静止小球B运动,在相互作用的过程中，求： （1）、当A球速度为何值时，弹性势能最大？并求最值。 （2）、何时两球分离？分离时A、B的速度是多少？ 2．设光滑水平面上，物体A质量为m1= 2kg，B质量为m2= 2kg，B的左端连有轻弹簧。A以速度v=4m/s向右，B以速度v=4m/s向左，相向运动,当A触及弹簧时，弹簧开始被压缩，在相互作用的过程中 16．3 动量守恒定律学案导学 教学目标： 能够系统内力和外力，明确动量守恒定律的内容，理解守恒条件和矢量性。理解“总动量”就是系统内各个物体动量的矢量和。 知识回顾： 1．动量（momentum）及其变化 （1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 ②相对性：这是由于速度与参考系的选择有关，通常以地球（即地面）为参考系。 ③矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运算法则（平行四边形定则）。 【例1】关于动量的概念，下列说法正确的是;( ) A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．动量相同的物体速度小的惯性大 （2）动量的变化量： 定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mυ1矢量差 【例2】一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 学习新知： 1．系统内力和外力 （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力 （3）外力：外物对系统内物体的作用力 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 注意：内力和外力随系统的变化而变化。 2．动量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 （2）适用条件：系统不受外力或者所受外力的和为零 （3）公式：p1/+p2/=p1+p2即m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ 或Δp1=-Δp2或Δp总=0 （4）注意点： ①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ②矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； ③同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） ④条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力； 条件的延伸：a.当F 内＞＞F 外 时，系统动量可视为守恒；（如爆炸问题。） b.若系统受到的合外力不为零，但在某个方向上的合外力为零，则这个方向的动量守恒。 例如：如图所示，斜面体A的质量为M，把它置于光滑的 水平面上，一质量为m的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下， 与斜面体分离后以速度v在光滑的水平面上运动，在这一现象中， 物块B沿斜面体A下滑时，A与B间的作用力(弹力和可能的摩 擦力)都是内力，这些力不予考虑。但物块B还受到重力作用，这个力是A、B 《动量守恒定律》教学设计 【设计思路】 为提高学生的科学素养，增强学生对物理情景的感性认识和理性认识，培养学生利用数学方法解决物理问题的能力。面向全体学生，倡导探究式学习，注重与现实生活的联系，按照《高中物理新课程标准》的要求，依据新课程改革的基本理念，利用多媒体为课堂创设情景，师生共同归纳总结探究结果，提高课堂效率。 【教材分析】 动量守恒定律是自然界最重要的规律之一，重点把握动量守恒的条件，能用动量守恒定律解决一维空间物体相互作用问题。 【学情分析】 学生在理解动量定理基础上，对冲量、动量的矢量性，以及动量的相对性、瞬时性已有初步的认识，对有关一个物体的动量问题基本能解决，对物体受力分析的能力达到一定水平。但对动量定理的运用能力，特别是有关相对同一参考系时动量相对性仍然不够明确，对动量计算中如何取正负值一知半解，存在畏难心理。 【知识、技能目标】 （1）理解动量守恒定律的内容，掌握动量守恒定律成立的条件，并能在具体问题中判断系统的动量是否守恒； （2）运用动量守恒定律解释有关现象，分析解决一维运动的问题。 【方法、过程目标】 （1）体验用实验探究动量守恒的过程与方法； （2）学会理论思维的方法，能结合动量定理和牛顿第三定律导出动量守恒定律的表达式。【德育目标】 （1）通过亲历实验探究和动量守恒定律的推导过程，培养学生实事求是的科学态度和严谨的推理方法； （2）领悟动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。 【教学重难点】 重点：动量守恒定律及其守恒条件的判定。 难点：动量守恒定律的矢量性。 【教学方法】 实验探究法、推理归纳法、案例分析法 【教学用具】 气垫导轨、光电门和光电计时器，已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)，课件。【课时安排】 1课时 (45分钟) 【教学过程】 (一)导入新课 (1分钟) 前面学过的动量定理只研究了一个物体受力作用一段时间后动量变化的规律，那么当两个物体相互作用时，他们各自的动量又怎样变化呢？ (二)新课教学 1、实验探究：物体碰撞时动量变化的规律 我们现在来研究在光滑水平面上沿着一条直线运动的物体发生碰撞时动量变化的规律。(15分钟) ●学生猜想与假设。让学生对两个物体碰撞时的运动情况与动量变化的情况进行大胆的猜想，并与同学进行讨论。 ●学生制定计划与设计由学生设计实验。包括实验仪器和器材的选择，需要测量的物理量以及数据的处理。 004-质点与质点系的动量定理和动量守恒定律 1、选择题： 1. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动。A 以3 m/s 的速率向右与静止的B 碰撞，A 和B 的质量分别为1kg 和2kg ，碰撞后A 、B 车的速度分别为-1 m/s 和2 m/s ，则碰撞的性质为：［ ］ (A) 完全弹性碰撞 (B) 完全非弹性碰撞 (C) 非完全弹性碰撞 (D) 无法判断 答案：（A ） 2. 完全非弹性碰撞的性质是：［ ］ (A) 动量守恒，机械能不守恒 (B) 动量不守恒，机械能守恒 (C) 动量守恒，机械能守恒 (D) 动量和机械能都不守恒 答案：（A ） 3. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动．第一次实验，B 静止，A 以0.5 m/s 的速率向右与B 碰撞，其结果A 以 0.1 m/s 的速率弹回，B 以0.3 m/s 的速率向右运动；第二次实验，B 仍静止，A 装上1 kg 的物体后仍以 0.5 m/s 的速率与B 碰撞，结果A 静止，B 以0.5 m/s 的 速率向右运动，如图．则A 和B 的质量分别为［ ］ (A) m A =2 kg , m B =1 kg (B) m A =1 kg , m B =2 kg (C) m A =3 kg, m B =4 kg (D) m A =4 kg, m B =3 kg 答案：（B ） 4. 质量分别为m A 和m B (m A >m B )、速度分别为A v 和B v (v A > v B )的两质点A 和B ，受到相同的冲量作用，则［ ］ (A) A 的动量增量的绝对值比B 的小 (B) A 的动量增量的绝对值比B 的大 (C) A 、B 的动量增量相等 (D) A 、B 的速度增量相等 答案：（C ） 5. 12N 的恒力作用在质量为2kg 的物体上，使物体在光滑平面上从静止开始运动，设力的 方向为正方向，则在3s 时物体的动量应为[ ] (A)36kg m/s -? (B)36kg m/s ? (C)24kg m/s -? (D)24kg m/s ? 答案：（B ） 6. 质量为20 g 的子弹沿x 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿x 轴正向以50 m/s 的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为［ ］ (A) 9 N·s (B) -9 N·s (C)10 N·s (D) -10 N·s 答案：（A ） 7. 两辆小车A 、B ，可在光滑平直轨道上运动． A 以2 m/s 的速率向右与静止的B 对心碰撞，A 和B 的质量相同，假定车A 的初始速度方向为正方向，则碰撞为完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞时车A 的速度分别为：［ ］ (A) v A =0m/s ，v A =2 m/s (B) v A =0m/s ，v A =1 m/s (C) v A =1m/s ，v A =0 m/s (D) v A =2m/s ，v A =1 m/s 答案：（B ） 高二物理 WL-10-02-142 第十六章第三节《动量守恒定律》复习导学案 编写人：路尔清 审核人：马涛 郑学城 郑光情 王雁飞 编写时间：2011-5-10 班级： 班 组别： 组名： 姓名： 【学习目标】 1、进一步理解动量守恒定律，利用守恒条件判系统动量是否守恒。（重点） 2、掌握用动量守恒定律建立方程的方法与技巧。（重点） 3、熟悉利用动量、能量、运动学公式解决综合性问题（重点、难点） 【学习方法：】练习、总结、归纳 【知识链接】 1、在位移-时间图象中，直线的斜率代表物体的 ，斜率的大小代表 大小，斜率的正负代表 。 2、物体动能定义式：K E = ；动量定义式： P ；动能K E 与动量大小P 关系式： 或 。 【学习过程】 知识点一：动量守恒定律及适用条件 问题一、动量守恒定律 1、内容： 。 2、动量守恒定律表达式： ； （两物体组成系统）。 3、动量守恒定律研究对象： 。 问题2：动量守恒定律的适用条件 1、理想守恒：系统 或 。 2、近似守恒：系统所受的合力不为零，但当 ，系统的动量近似看成守恒。 3、分方向守恒：系统在某一方向 ，系统在该方向上动量守恒。 例1、如图所示，A 、B 两物体的质量比m A ∶m B =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. ） （1）、若将A 、B 、弹簧看成一系统，该系统受哪些外 力？该系统动量是否守恒？ （2）、若将A 、B 、弹簧、小车看成一系统，该系统受 哪些外力？该系统动量是否守恒？ （3）将小车作为研究对象，小车受哪些外力？小车动量是否守恒？放手后小车将向什么方向运动？ 例2、在光滑水平面上A 、B 两小车中间有一弹 簧，如图所示。用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是( ) A ．两手同时放开后，系统总动量始终为零 B ．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C ．先放开左手，再放开右手后，总动量向左 D ．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 知识点二：动量守恒定律的应用 例3、（两物体构成的系统） 质量为10g 的子弹，以300m/s 的速度射入质量是30g 静止在水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s ，这时木块的速度又是多大？ （请同学们先画出系统初、末两状态示意图） 例4、（多物体构成系统、多过程） 在水平光滑的冰面上，一小孩坐在静止的冰车中，小孩和冰车的总质量M ＝30 kg 。冰车上放有6枚质量均为m ＝0.25kg 的雪球，小孩先后将雪球沿同一方向水平掷出，出手时雪球相对地面的速度均为4.0 m/s 。求6枚雪球掷完后，冰车和小孩速度的大小。 例5、质量均为M 的两小车A 和B ，停在光滑的水平地面上，一质量为m 的人从A 车以水平速度v 跳上B 车，以v 的方向为正方向，则跳后A ，B 两车的速度分别为（ ） 16.3动量守恒定律 主备人：审核人：主讲教师：授课班级：【三维目标】 一、知识与技能： 1.理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围 2.，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。 二、过程与方法： 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力； 三. 情感、态度与价值观： 培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。 【教学重点】：动量的概念和动量守恒定律。 【教学难点】：动量的变化和动量守恒的条件。 【教学方法】：教师启发、引导，学生讨论、交流。 【教学用具】：投影片，多媒体辅助教学设备。 【教学过程】： 【自主学习】 指导学生完成“知识体系梳理” 【新知探究】 一. 设疑激趣，创设研究情境 设置悬念：鸡蛋是我们每天都需要的营养食品，如果我将这只生鸡蛋用力扔出去，鸡蛋的命运会怎样？ 演示:站在教室中部用力将鸡蛋水平扔向竖直悬挂在黑板前的大绒布。 提问:你观察到什么现象? 学生:扔在绒布上鸡蛋没破。 教师从绒布下拿出那只鸡蛋并提问:如果站在同一位置将同一只鸡蛋以相同的力向墙上扔，会出现什么结果？ 演示:用力将鸡蛋水平扔向墙壁（墙壁上事先贴有白纸）。 学生:鸡蛋破了。 激疑:两种情况下鸡蛋与墙或布作用前的动量可以认为是相同的,作用后的 动量变为零，鸡蛋的动量变化是相同的。但究竟是什么原因使得鸡蛋出现不 同的结局? 教师:再请大家看一段录象。 教师演示课件:播放几个体育运动的视频录象（在节奏感强烈的音乐背景下 依次出现亚运会跳高、拳击、跳马、吊环等比赛镜头）。 提问:看完这段录象后，我们可能会提出很多问题，比如跳高、跳马、吊环运动员落地时为什么要落在软垫上？激烈的拳击比赛中，运动员为什么要戴拳击手套？以上这些问题是大家熟悉却不能科学解释的问题，也正是本节课我们要研究的问题。 课件显示: 二. 分层展开,引导自主探究 1. 关于物体动量的变化跟哪些因素有关的研究 ①提出假说 教师:要解决刚才提出的问题,必须首先研究、解决物体的动量变化跟哪些因素有关这一问题。你们先猜一猜看,物体的动量变化与哪些因素有关? 学生甲猜想:可能与物体的质量和它受到的力有关。 学生乙猜想:可能与物体受到的力的大小和力的作用时间有关。 ②定性验证 教师:同学们会提出各种不同的假说，这些假说是否正确?请你们操作第一个学习软件，先对两个实例进行定性讨论，由此你能得出什么结论？ 学生:动手操作学习软件并相互协作讨论。 学生计算机显示：讨论题—— a.一辆以某一速度行驶的汽车，关闭发动机后，要使汽车停下来即使它的动 量为零，如果你是驾驶员可以采取哪些措施？ b.静止的足球，要使它运动起来即使它获得一定的动量，可用哪些方法？ 请一学生回答对讨论题的分析结果：…… 学生归纳:物体动量的变化跟物体所受力的大小和作用时间的长短有关。 ③定量验证 提问:你得出的这一结论是否正确?你如何验证? 学生提出观点:可以采用数学推导的方法。 教师:很好！数学推导的方法也称定量分析法，请大家继续研究。 学生:继续操作计算机进行定量分析推导。 学生计算机显示（动画）：一个质量为m 的物体，初速度为v ，在合外力F 的作用下，经过时间t，速度变为v'，该物体动量的变化与什么有关？ v v' 高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律． 2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题． 3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 【要点导学】 1．冲量与动量的概念理解． 2．运用动量定理研究对象与过程的选择． 3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤． 4．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）弹性碰撞：___________________________________ （2）非弹性碰撞：____________________________________ （3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为： v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求： （1）沙对小球的平均阻力F ； （2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小． 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是（ ） A ．枪和弹组成的系统,动量守恒 B ．枪和车组成的系统,动量守恒 C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒 B ．A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C ．小车向左运动 D ．小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C高中物理-动量守恒定律教案
动量守恒定律教学设计
高中物理 16.2《动量守恒定律(一)》导学案 新人教版-选修3-5
1.3动量守恒定律的应用4-教学案
《动量守恒定律》导学案2
《动量守恒定律》教学设计
004-质点与质点系的动量定理和动量守恒定律
《动量守恒定律》复习导学案正式
16.3动量守恒定律教案
高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案
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