12探究动量守恒定律

物理教案二：探究动量守恒定律的实验设计探究动量守恒定律的实验设计动量守恒定律是物理学中非常基本和重要的一条定律。

它表明，在不受外力作用的情况下，物体的总动量是守恒的。

当然，我们也可以通过实验来验证这一定律。

那么，本篇文章就将介绍一下如何进行探究动量守恒定律的实验设计。

一、实验目的本实验旨在通过实验探寻动量守恒定律，验证它是否正确，并了解其中的物理原理。

具体实验目的如下：1、了解动量的定义和计算方法。

2、学习动量守恒定律并理解其物理意义。

3、通过实验验证动量守恒定律，并了解其中的物理原理。

4、掌握对实验数据的处理方法及数据分析技巧。

二、实验原理与方法1、实验原理动量：物体的动量是指它的质量乘以其速度，即p=mv。

单位为千克·米/秒（kg·m/s）。

动量守恒定律：在不受外力作用的条件下，物体的总动量是守恒的，即整个系统的初始动量等于系统的末动量。

这个定律可以用以下公式表示：m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f2、实验方法实验设备：车轮组、吊轮组、细线、挂钩、杆、电子数显天平等。

实验步骤：（1）首先固定车轮组，将吊轮组吊在杆的下端，用细线将挂钩和车轮组绑在一起，然后将挂钩挂在吊轮组的下端。

（2）记录车轮组的质量为m1，吊轮组的质量为m2，车轮组和吊轮组分别开始运动的速度分别为v1i和v2i。

（3）释放车轮组和吊轮组，使它们自由运动直到停下。

记录此时车轮组和吊轮组的末速度分别为v1f和v2f。

（4）用电子数显天平测量挂钩所受的重力，即G=10mg（m为挂钩质量）。

（5）利用实验数据计算得到物体的动量，并验证动量守恒定律。

三、实验注意事项1、本实验涉及物体的自由运动，应注意安全，以防止物体突然运动造成人身伤害。

2、实验设备应放置在水平面上，以防止斜摆造成实验误差。

3、实验数据的测量及记录要准确无误，并注意单位的换算，以保证实验结果的可靠性。

4、实验时必须保证系统不受外力干扰，以确保动量守恒定律的成立。

恒口高中2013-2014高二物理学案乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海沪科3-5 编号:№ 22课题：1.2探究动量守恒定律主编：史胜波审稿：丁义浩时间： *实授课时：2班级：姓名：组号：组评：学习目标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。

重点动量守恒定律的推导及其守恒条件的分析。

难点动量守恒定律的理解和守恒条件的分析。

学法指导探究、实验、讲授、讨论自主一、探究物体碰撞时动量的变化规律用气垫导轨作碰撞实验探究目的：探究物体碰撞时动量的变化规律探究过程：①实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿运动，碰撞之后还沿同一直线运动;②用测量物体的质量；测量两个物体在碰撞前后的速度。

速度的测量：（光电门测速原理）如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v= 。

二、动量守恒定律1、动量守恒定律的内容。

学习2、动量守恒定律的表达式。

3、系统：。

内力：。

外力：。

4、动量守恒的条件：①系统内的任何物体都不受外力作用，这是一种理想化的情形，如天空中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。

②系统虽然受到了外力作用，但所受外力之和为零。

像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两物体所受的重力和支持力的合力为零。

③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。

抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，火药的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，动量近似守恒。

两节火车车厢在铁轨上相碰时，在碰撞瞬间，车厢间的作用力远大于铁轨给车厢的摩擦力，动量近似守恒。

《探究动量守恒定律》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解动量守恒定律的内容及表达式。

（2）知道动量守恒定律的适用条件和适用范围。

（3）能用动量守恒定律解决简单的实际问题。

2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、动手能力和分析归纳能力。

（2）经历理论推导过程，提高学生的逻辑思维能力和理论联系实际的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

（2）激发学生学习物理的兴趣，增强学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学重难点1、教学重点（1）动量守恒定律的内容和表达式。

（2）动量守恒定律的适用条件。

2、教学难点（1）动量守恒定律的推导过程。

（2）用动量守恒定律解决实际问题时的思路和方法。

三、教学方法1、实验探究法通过实验，让学生直观地观察和感受动量守恒的现象，从而引出动量守恒定律。

2、理论推导法引导学生从牛顿运动定律出发，推导动量守恒定律，加深学生对定律的理解。

3、讨论法组织学生讨论动量守恒定律的适用条件和应用实例，培养学生的思维能力和合作精神。

4、练习法通过课堂练习和课后作业，让学生巩固所学知识，提高应用动量守恒定律解决问题的能力。

四、教学过程1、导入新课（1）播放一段碰撞的视频，如台球碰撞、汽车碰撞等，引导学生观察碰撞前后物体的运动状态变化。

（2）提出问题：在碰撞过程中，物体的速度发生了变化，那么它们的动量是否也发生了变化？如果是，这种变化有什么规律呢？2、实验探究（1）实验装置介绍实验装置，如气垫导轨、滑块、光电门等。

（2）实验步骤①将两个质量不同的滑块放在气垫导轨上，使它们相向运动，碰撞前分别测量它们的速度。

②让两个滑块碰撞，碰撞后再次测量它们的速度。

③改变滑块的质量和初始速度，重复实验。

（3）实验数据记录与分析学生记录实验数据，计算碰撞前后两个滑块的动量之和，观察动量之和是否保持不变。

（4）得出结论通过实验数据分析，得出在碰撞过程中，两个滑块组成的系统动量守恒的结论。

动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的重要定律之一，它描述了一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量将保持不变。

本文将详细介绍动量守恒定律的定义、原理、应用以及相关实验。

一、动量守恒定律的定义动量是物体运动的量度，它等于物体的质量与速度的乘积，即动量=质量×速度。

动量守恒定律的定义可以表述如下：在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。

二、动量守恒定律的原理动量守恒定律的原理可以从牛顿第二定律推导而来。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，即F=ma。

将牛顿第二定律改写为F=Δ(mv)/Δt，其中Δ(mv)表示物体动量的变化量，Δt表示时间变化量。

如果没有外力作用，即 F=0，则Δ(mv)=0，即总动量保持不变。

三、动量守恒定律的应用动量守恒定律在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景：1. 碰撞问题：当两个物体发生碰撞时，根据动量守恒定律可以推导出碰撞前后物体的速度变化。

例如，在车辆碰撞事故中，利用动量守恒定律可以确定碰撞前后车辆的速度，从而分析碰撞的严重程度。

2. 火箭推进原理：火箭推进原理依赖于动量守恒定律。

火箭喷出高速气体的同时，产生与气体喷出速度相反的动量，从而推动火箭向前运动。

3. 弹道学：弹道学研究物体在重力和空气阻力下的运动规律。

动量守恒定律是弹道学中的基本原理，通过分析物体在不同重力和阻力条件下的动量变化，可以预测物体的轨迹和射程。

四、相关实验为了验证动量守恒定律的有效性，科学家们进行了一系列实验。

以下是两个与动量守恒定律相关的实验。

1. 碰撞实验：在实验室中，可以通过设计不同碰撞装置，如弹性碰撞和非弹性碰撞，来观察和测量碰撞前后物体的质量和速度变化。

实验结果验证了动量守恒定律在碰撞问题中的适用性。

2. 火箭实验：利用模型火箭进行实验，测量火箭喷出气体的速度和质量，以及火箭前后的速度变化，验证了动量守恒定律在火箭推进中的应用。

动量守恒定律动量守恒定律是物理学中一条重要的定律。

它揭示了在一个孤立系统中，当没有外力作用时，系统内各个物体的总动量保持不变。

本文将探讨动量守恒定律的定义、原理、应用以及相关实验。

一、动量守恒定律的定义动量是物体运动状态的量度，在受到力的作用下会发生变化。

动量守恒定律指出，在一个孤立系统中，即使系统内部发生碰撞或交互作用，系统的总动量仍然保持不变，即动量守恒。

这意味着当没有外力作用时，物体的总动量始终保持恒定。

二、动量守恒定律的原理动量是质量和速度的乘积，常用符号表示为p=mv，其中p为动量，m为物体的质量，v为物体的速度。

动量守恒定律的原理可以通过牛顿第三定律和动量的定义推导得出。

根据牛顿第三定律，对于两个物体之间的相互作用力，力的大小相等，方向相反。

当这两个物体之间发生相互作用时，它们所受到的合外力为零。

根据动量的定义，物体受到的合外力为零时，物体的总动量不变。

即使在碰撞或交互作用的过程中，物体之间可能会发生形状、速度的变化，但是总动量仍然保持不变。

这是因为在碰撞过程中，物体之间力的相互作用虽然改变了它们的运动状态，却不会改变物体的总动量。

三、动量守恒定律的应用动量守恒定律在物理学中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景：1. 碰撞问题：在两个物体碰撞的过程中，根据动量守恒定律可以计算各个物体的速度变化。

例如，在汽车碰撞案件中，通过分析碰撞前后各个车辆的动量，可以推断出车辆碰撞的速度。

2. 火箭推进原理：火箭在发射时会产生巨大的推力，而这是由于火箭燃料的喷射速度非常高，根据动量守恒定律，燃料喷射的高速带来了火箭的推力。

3. 运动器械设计：在设计运动器械时，需要考虑动量守恒定律。

例如，滑雪运动中，运动员下坡时的动能可以转化为速度和高度，以保持平衡，避免摔倒。

四、相关实验为了验证动量守恒定律，科学家设计了一系列实验。

以下是其中一些实验的简要介绍：1. 相撞小车实验：在实验室中放置两个小车，在一条直线上相向运动，在碰撞时，观察它们的反弹情况。

动量守恒定律解析动量守恒定律，也被称为牛顿第二定律，是物理学中的基本定律之一。

它表明在没有外力作用下，物体的总动量保持不变。

本文将对动量守恒定律进行详细的解析，并探讨其在实际应用中的意义和限制。

一、动量的概念和计算方法动量可以理解为物体运动的“惯性”，是描述物体运动状态的物理量。

它的大小等于物体的质量乘以其速度，用数学公式可以表示为：动量（p）= 质量（m）×速度（v）。

动量的单位是千克·米/秒（kg·m/s）。

二、动量守恒定律的表述动量守恒定律的表述可以用以下数学公式表示：在一个系统内，所有物体的动量之和在任何时刻都保持不变。

即，在一个孤立系统中，如果没有外力作用，系统内所有物体的动量之和始终保持不变。

这个定律适用于任何物体的运动，无论是在经典力学还是相对论力学中。

三、动量守恒定律的证明和原理动量守恒定律可以通过数学推导和实验验证来证明。

在物理学中，动量守恒定律可以由牛顿第二定律推导得出。

根据牛顿第二定律，力（F）等于质量（m）乘以加速度（a），即F = ma。

假设一个系统内的物体总数为n，根据牛顿第二定律，物体i的加速度（ai）等于物体i受到的合力（Fi）除以其质量（mi），即 ai= Fi/mi。

考虑整个系统，对于每个物体i，它受到的合力可以表示为Fi = miai。

将其代入动量的定义公式中，可得物体i的动量变化量为Δpi = mivi - mivi0，其中vi为物体i的末速度，vi0为物体i的初速度。

将每个物体的动量变化量相加，即Δptotal = ΣΔpi = Σ(mivi - mivi0)。

根据牛顿第三定律，作用力与反作用力相等且反向，即Fij = -Fji。

因此，系统内的合力可以表示为ΣFi = Σmivi - Σmivi0。

当没有外力作用于系统时，合力ΣFi为零，即Σmivi = Σmivi0。

因此，Δptotal = 0，即物体的总动量保持不变。

这就是动量守恒定律的证明过程。

物理学动量守恒定律知识点总结在物理学的广袤领域中，动量守恒定律是一个极其重要的基本定律。

它不仅在理论研究中具有关键地位，还在实际生活和众多科学技术应用中发挥着巨大作用。

接下来，让我们深入探讨动量守恒定律的各个方面。

一、动量守恒定律的定义动量守恒定律指的是：如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。

动量，简单来说，就是物体的质量与速度的乘积。

用公式表示就是：p ＝ mv，其中 p 是动量，m 是物体的质量，v 是物体的速度。

而系统，是指由两个或两个以上相互作用的物体组成的整体。

二、动量守恒定律的推导我们从牛顿第二定律 F ＝ ma 开始推导。

加速度 a ＝（v u）／ t （其中 u 是初速度，v 是末速度，t 是时间）则 F ＝ m（v u）／ tFt ＝ mv mu左边 Ft 是力在时间上的累积，称为冲量，用 I 表示。

右边 mv 是末动量，mu 是初动量。

所以 I ＝Δp （动量的变化量）如果系统所受合外力为零，即 I ＝ 0，那么Δp ＝ 0，也就是系统的总动量保持不变，这就导出了动量守恒定律。

三、动量守恒定律的条件要使动量守恒定律成立，系统必须满足以下两个条件之一：1、系统不受外力。

这是一种理想情况，在实际中很难完全实现，但在某些特定的问题中，可以近似认为系统不受外力。

2、系统所受外力的矢量和为零。

这是更常见的情况，即使系统受到多个外力，但只要这些外力的矢量和为零，动量守恒定律仍然适用。

需要注意的是，内力不会影响系统的总动量。

内力是系统内物体之间的相互作用力，它们的冲量总是成对出现，大小相等、方向相反，相互抵消，对系统的总动量没有影响。

四、动量守恒定律的表达式动量守恒定律的表达式有多种形式，常见的有：1、 m₁v₁＋ m₂v₂＝ m₁v₁' ＋ m₂v₂' （这是两个物体组成的系统在相互作用前后的动量表达式，其中 m₁、m₂分别是两个物体的质量，v₁、v₂是相互作用前的速度，v₁'、v₂' 是相互作用后的速度）2、Σp₁＝Σp₂（即系统作用前的总动量等于作用后的总动量）3、Δp ＝ 0 （系统的动量变化量为零）五、动量守恒定律的应用动量守恒定律在许多领域都有广泛的应用：1、碰撞问题在碰撞过程中，如果忽略摩擦力和空气阻力等外力，系统的动量守恒。

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探究动量守恒定律动量守恒定律是物理学中的基础定律之一，它描述了一个封闭系统中的总动量在时间不变的情况下保持不变。

本教案旨在通过一系列实验和分析，让学生深入理解和探究动量守恒定律的原理及应用。

实验一：小球的弹性碰撞实验目的：通过观察和测量弹性碰撞时小球运动前后的动量变化，来探究动量守恒定律的实验验证。

实验材料：两个相同质量的小球、水平光滑桌面。

实验步骤：1. 在水平光滑桌面上摆放两个小球，将它们靠近并排放置，相互之间距离适当。

2. 用手指轻轻推动其中一个小球，使其向另一个小球碰撞。

3. 观察小球碰撞前后的运动轨迹，并记录下相关数据。

实验数据处理：1. 计算小球碰撞前后的动量：动量 = 质量 ×速度。

2. 分析小球碰撞前后动量的变化情况。

实验结果及讨论：根据实验数据分析，我们可以发现碰撞前后小球的总动量基本保持不变，即小球之间的动量转移相互抵消，符合动量守恒定律。

实验二：火箭推进原理实验目的：通过设计一个简单的火箭实验，观察动量守恒在火箭的推进过程中的应用。

实验材料：一个小塑料瓶、醋、小若干量小苏打粉、少量适合用来塞住瓶口的物品（如木塞、气球等）。

实验步骤：1. 将醋倒入塑料瓶中，约填满瓶底1/3。

2. 将一小撮小苏打粉放入瓶中。

3. 立即用物品封住瓶口，并将瓶口朝向一个合适的方向。

4. 观察火箭如何向相反方向推进，并记录实验结果。

实验结果及讨论：通过实验观察，我们可以看到小苏打与醋发生反应产生气体，将瓶内气体迅速排出，从而造成冲力，推动火箭向相反的方向运动。

这正是动量守恒定律在火箭推进原理中的应用。

扩展思考：1. 动量守恒定律在日常生活中的应用有哪些？2. 动量守恒定律与能量守恒定律之间的关系是什么？3. 动量守恒定律在其他领域的应用有哪些？本教案通过实验和讨论，让学生通过亲身参与和观察来深入理解动量守恒定律的原理与应用。

通过引导学生思考和扩展思考，进一步培养学生综合思考和解决问题的能力，提高他们的实验技能和科学素养。