高三物理动量守恒定律教案23

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高三物理动量守恒定律教案23
第二节动量守恒定律
三维教学目标
知识与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
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。
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。
引入新
动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立
条件有哪些?②F内远大于F外
进行新
动量守恒定律与牛顿运动定律
用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
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:
根据牛顿第三定律,F1、F2等大反响,即F1=-F2所以:
碰撞时两球间的作用时间极短,用表示,则有:
代入并整理得
这就是动量守恒定律的表达式。
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。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。。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。
应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
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。
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。
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和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体
运动的速度均应取地球为参考系。
确定好正方向建立动量守恒方程求解。
动量守恒定律的应用举例
例2:如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水
平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与
B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,
小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍
以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速
度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向
向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接
到A车?分析:此题过程比较复杂,情景难以接受,所以在
讲解之前,教师应多带领学生分析物理过程,创设情景,降
低理解难度。
解:取水平向右为正方向,小孩次
推出A车时:Bv1-Av=0
即:v1=
第n次推出A车时:Av+Bvn-1=-Av+Bvn
则:vn-vn-1=,
所以:vn=v1+
当vn≥v时,再也接不到小车,由以上各式得n≥5.5
取n=6
点评:关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题,
告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”,一定要注意
结论的物理意义。
课后补充练习
在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000g
向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000g向北行驶
的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.
根据测速仪的测定,长途客车碰前以20/s的速度行驶,由

A.小于10/sB.大于10/s小于20/s
c.大于20/s小于30/sD.大于30/s小于40/s
如图所示,A、B两物体的质量比A∶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.当弹簧突然

A.A、B系统动量守恒B.A、B、c
c.小车向左运动D
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

A
B.枪和车组成的
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

D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和
甲乙两船自身质量为120g,都静止在静水中,当一个质
量为30g的小孩以相对于地面6/s的水平速度从甲船跳上乙
船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙
=_______.
质量为的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为的
小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方
向以速率v向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速
率v向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
如图所示,甲车的质量是2g,静止在光滑水平面上,上
表面光滑,右端放一个质量为1g的小物体.乙车质量为4g,
以5/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8/s的速
度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩
擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车
静止?
反冲运动与火箭
演示实验1:老师当众吹一个气球,然后,让气球开口
向自己放手,看到气球直向学生飞去,人为制造一点“惊险
气氛”,活跃课堂氛围。
演示实验2:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一
端留一个很细的口,内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放
在支架上,用火柴或其他办法给细管加热,当管内药粉点燃
时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反的方向飞去。
演示实验3:把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部,
当水从弯管流出时,容器就旋转起来。
提问:实验1、2中,气球、细管为什么会向后退呢?
实验3中,细管为什么会旋转起来呢?
看起来很小的几个实验,其中包含了很多现代科技的基
本原理:如火箭的发射,人造卫星的上天,大炮发射等。应
该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的
问题。
反冲运动
A、分析:细管为什么会向后退?
B、分析:反击式水轮机的工作原理:当水从弯管的喷
嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,这是利用反冲来造福人类,
象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象,此时再做一个
发射礼花炮的实验。分析,礼花为什么会上天?
火箭
对照书上“三级火箭”图,介绍火箭的基本构造和工作
原理。
播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探
路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像,
使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识,而且要
学生知道,我国的航天技术已经跨入了世界先进行列,激发
学生的爱国热情。阅读课后阅读材料——《航天技术的发展
和宇宙航行》。