动量守恒的应用

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1、3、动量守恒定律的应用教学目标1.让学生初步掌握应用动量守恒定律分析具体问题的方法，培养学生应用物理规律解决问题的能力2.学会一维碰撞问题的定量分析方法3.了解中子发现的历史背景及其与动量守恒定律的关系4.初步了解反冲现象所遵守的力学规律及火箭发射的大致情况重点难点重点：应用动量守恒定律解决问题的方法难点：中子发现的定量分析设计思想本节内容的是动量守恒定律的应用。教材首先对两个具体的碰撞过程进行计算，既复习了碰撞的概念，又初步掌握了应用动量守恒定律分析具体问题的方法。然后通过中子的发现和反冲现象的了解，进一步拓展了学生的视野，也体现了从物理走向社会的新课程理念。教学中对

2、碰撞问题的分析可以适当拓展。中子发现的历史不能以定量计算作为重点，应侧让学生体会科学的魅力，从而激发学生学习的兴趣。火箭发射与反冲现象可以让学生先阅读再相互讨论，如果条件允许，教师可进行适当的实验。教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】上节课我们已经得出了动量守恒定律，动量守恒的条件是什么呢？（系统不受外力，或者所受的合外力为零。或者某方向合力为零，此方向动量就守恒。当作用时间很短，内力很大时，系统的动量也守恒）动量守恒定律是自然界的普适定律之一，应用范围非常广泛，今天我们就来应用动量守恒定律解决实际的问题。【课堂学习】学习活动一：碰撞问题的定量分析例题1：如图所示，钢

3、球1的质量为m1=100g，钢球2的质量为m2=200g.球2原来静止，球1以速度v1=10m/s向球2运动。碰后球2的速度v2’=6m/s.水平面对球施加的阻力不计，两球可看做质点，求碰撞后球1的速度。问题1：系统满足动量守恒的条件吗？两球组成的系统，受到的合外力为零，系统动量守恒。问题2：列式时如何体现动量守恒定律的矢量性。一维碰撞问题，可用代数式代替矢量式，注意选定正方向。问题3：能确定碰撞后球1的速度方向吗？求出的速度为正表明速度方向与规定的正方向相同，若负，则相反。例题2：在列车编组站里，一辆质量m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度

4、运动，碰上一辆质量m2=2.2×104kg的静止的货车，他们碰后接合在一起继续运动，求其运动速度。问题1：这是属于何种形式的碰撞完全非弹性碰撞问题2：有几个未知量？能列出几个方程？一个方程（动量守恒定律），求一个未知量。拓展：如图，光滑水平面上的A物体以速度V0去撞击静止的B物体，试分析两物体的运动过程。师生共同分析：（1）弹簧的形变阶段：系统动能减小，弹性势能增大。（2）当两物体速度相同时，弹簧形变量最大，系统动能最小。（3）弹簧的形变恢复阶段，弹簧的弹性势能减小，系统的动能增大练习：质量均为2kg的物体A、B，在B物体上固定一轻弹簧,则A以速度6m/s碰上弹簧并和速

5、度为3m/s的B相碰,则碰撞中AB相距最近时AB的速度为多少?弹簧获得的最大弹性势能为多少？学习活动二：中子的发现阅读教材，并思考：（1）中性粒子与氢核和氮核发生的是什么性质的碰撞？碰撞满足什么关系？（2）如何才能确定中性粒子的质量？发生的是弹性碰撞，系统动量守恒，机械能也守恒。联列方程可以求出中子的质量。设中性粒子的质量为m，碰前速率为v，碰后速率v’，氢核的质量为mH，碰前速率为零，碰后速率vH，碰撞前后的动量和动能都守恒，则：解得：同理：对氮原子核的碰撞可解得：由上述两式可得：已知mN=14mH，再测得氢核和氮核的速率，利用上式可以求出中性粒子的质量m=mH，从而

6、找到了中子。学习活动三：反冲现象与火箭的发射演示实验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？（1）当气体从管内喷出时，它具有动量，由

7、动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。）（2）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。阅读教材，并讨论，播放课前准备的有关卫星发射、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。例3：如图所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M和m，炮筒与地面的夹角为α，炮弹出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度v为______．随堂训练：1、质量为M和m0的滑块