16.3 动量守恒定律教案

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1、16.3动量守恒定律(二)★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

2、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)第6页共6页学生: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,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。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

3、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

4、才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23②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第6页共6页(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

5、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。(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。3.动量守恒定律的应用举例【例1(投影)见教材11页】一枚在空中飞行的导弹,质量为m,在某点的速度为

6、v,方向水平。导弹在该点突然炸裂成两块(如图),其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去,速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。分析炸裂前,可以认为导弹是由质量为m1和(m—m1)的两部分组成,导弹的炸裂过程可以看做这两部分相互作用的过程。这两部分组成的系统是我们的研究对象。在炸裂过程中,炸裂成的两部分都受到重力的作用,所受外力的矢量和不为零,但是它们所受的重力远小于爆炸时燃气对它们的作用力,所以爆炸过程中重力的作用可以忽略,可以认为系统满足动量守恒定律的条件。解导弹炸裂前的总动量为p=mv炸裂后的总动量为p’=mlv

7、l+(m一m1)v2根据动量守恒定律p’=p,可得m1v1+(m一m1)v2=mv解出v2=(mv一m1v1)/(m一m1)第6页共6页若沿炸裂前速度v的方向建立坐标轴,v为正值;v1与v的方向相反,v1为负值。此外,一定有m一m1>0。于是,由上式可知,v2应为正值。这表示质量为(m一m1)的那部分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。炸裂的一部分沿着相反的方向飞去,另一部分不会也沿着相反的方向飞去,假如这样,炸裂后的总动量将与炸裂前的总动量方向相反,动量就不守恒了。【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题

8、意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】【巩固题】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

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