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1、动量守恒定律习题课教学设计学情分析；本节是继动量守恒定律之后的习题课.主要巩固所学知识，学会在不同条件下，熟练灵活的运用动量守恒定律解释一些碰撞现象，并能利用动量守恒定律熟练的解决相关习题一、教学目的：掌握应用动量守恒定律解决综合问题的思路和方法。二、教学重点：应用动量守恒定律解决实际问题的基本思路和方法。三、教学难点：应用动量守恒动量分析物理过程，灵活应用动量守恒动量。四、教学方法：分析、讨论和归纳。五、教学过程：（一）复习应用动量守恒定律解题的一般步骤：1.明确研究系统，判断是否守恒；2.选取正方向，明确作用前总动量和作用后总动量；3.由动量守恒定律 P=P列方程求解。（二）课堂讨论一）碰
2、撞问题1 .碰撞：碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内运动状态发生显著变化的过程。2 .碰撞的特点：碰撞、爆炸过程作用时间极短，内力远远大于外力，所以都可认为系统的动量守恒。3 .碰撞的分类：对心碰撞（正碰）和非对心碰撞（斜碰）。例1.在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是（ ADA.若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B.若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C.若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D.若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行例2. 一质量为M的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态，一颗质量为 m的子弹以速度Vo沿水平方向
3、击中木块，并留在其中与木块共同运动，则子弹对木块的冲量大小是（B）2.A mMvo人m V)- m VoA、mv ; B、 ； C、mvo- ; D、mvM mM mM m练习：甲乙两船质量均为 M,以相同的速率v相向而行，甲船上站着一个质量为m的人随船行驶，不计水的阻力，当他由甲船跳上乙船，再由乙船跳回甲船部上，这样反复跳几次后，乙船速度变为零，则甲船速 度为多少？1、讨论动量守恒的基本条件例1、在光滑水平面上有一个弹簧振子系统，如图所示，两振子的质量分别为m 1和m 2.讨论此系统在振动时动量是否守恒？分析：由于水平面上无摩擦，故振动系统不受外力（竖直方向重力与支持力平衡 ），所以此 系统
4、振动时动量守恒，即向左的动量与向右的动量大小相等例2、接上题，若水平地面不光滑， 两振子的动摩擦因数11相同，讨论m i = m 2和m i wm 2两种情况下振动系统的动量是否守恒分析：m i和m 2所受摩擦力分别为 fi = am ig和f2 = am 2g.由于振动时两振子的运动方 向总是相反的，所以 fi和f2的方向总是相反的.对m i和m 2振动系统来说合外力 F外=fi+f 2,但注意是矢量合.实际运算时为Z2F 外=am ig- am 2g显然，若 m i = m 2 ,则F外=0 ,则动量守恒；若m i 2,则F外WO ,则动量不守恒.向学生提出问题：（i）m i = m 2时
5、动量守恒，那么动量是多少？（2）m iwm 2时动量不守恒，那么振动情况可能是怎样的？与学生共同分析：（1） m i = m 2时动量守恒，系统的总动量为零.开始时（释放振子时）p = 0 ,此后振动时,当Pi和P 2均不为零时，它们的大小是相等的，但方向是相反的，所以总动量仍为零数学表达式可写成：m iv i = m 2V 2（2） m i wm 2时Z2F外=心（m i-m 2）g.其方向取决于 m i和m 2的大小以及运动方向.比如 mim2, 一开始mi向右（m2向左）运动，结果系统所受合外力 F方向向左（f i向左，f2向 右，而且fi f2）.结果是在前半个周期里整个系统一边振动一
6、边向左移动进一步提出问题：（如果还没有学过机械能守恒此部分可省略）在m i=m2的情况下，振动系统的动量守恒，其机械能是否守恒？分析：振动是动能和弹性势能间的能量转化.但由于有摩擦存在，在动能和弹性势能往复转化的过程中势必有一部分能量变为热损耗，直至把全部原有的机械能都转化为热，振动停止.所以虽然动量守恒（p =0）,但机械能不守恒.（从振动到不振动）2、学习设置正方向，变一维矢量运算为代数运算例3、抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s,另一小块质量为 200g ,求它的速度的大小和方向分析：手雷在空中爆炸时所受
7、合外力应是它受到的重力G = （m i+m 2）g，可见系统的动量并不守恒.但在水平方向上可以认为系统不受外力，所以在水平方向上动量是守恒的强调：正是由于动量是矢量，所以动量守恒定律可在某个方向上应用那么手雷在以10m/s飞行时空气阻力（水平方向）是不是应该考虑呢？（上述问题学生可能会提出，若学生没有提出，教师应向学生提出.）一般说当v = 10m/s时空气阻力是应考虑，但爆炸力（内力）比这一阻力大的多，所以这一瞬间空气阻力可以不计.即当内力远大于外力时，外力可以不计，系统的动量近似守恒.板书：F内F 外时p yp.解题过程：设手雷原飞行方向为正方向，则v0 = 10m/s , m i的速度v
8、i=50m/s, m2的速度方向不清，暂设为正方向.板书：设原飞行方向为正方向，则v 0 = 10m/s, v 1 = 50m/s ； m 1 = 0.3kg , m 2 = 0.2kg.系统动量守恒：（m 1 +m 2）v0 = m 1v 1+m 2V2=-50m fs(叫 +m力0 -mm _(0 3 + 0.2) X 10- 03X50 叱此结果表明，质量为200克的部分以50m/s的速度向反方向运动，其中负号表示与所设正方向相反.例4、机关枪重8kg，射出的子弹质量为 20克，若子弹的出口速度是1 000m/s,则机枪的后退速度是多少？分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间机枪受的外
9、力（枪手的依托力），故可认为在水平方向动量守恒.即子弹向前的动量等于机枪向后的动量，总动量维持零”值不变.板书:设子弹速度v ,质量m ；机枪后退速度 V,质量M.则由动量守恒有MV = mvv=M0.02 X 10002.5m/s小结：上述两例都属于 量守恒m av0m av A+m bvb反冲”和 爆炸” 一类的问题，其特点是F内F 外，系统近似动例5、讨论质量为 mA的球以速度v0去碰撞静止的质量为 mB的球后，两球的速度各是多 少？设碰撞过程中没有能量损失，水平面光滑设A球的初速度vo的方向为正方向.由动量守恒和能量守恒可列出下述方程：gm*二；叫4+3解方程和可以得到$a = 7_v
10、B = -v0 mJ%引导学生讨论：(1)由vb表达式可知vb恒大于零，即 B球肯定是向前运动的，这与生活中观察到的各种 现象是吻合的.(2)由va表达式可知当 mAmB时，va0,即碰后A球依然向前滚动，不过速度已比原来小了 Imq+mm人当m/mE时，vA 0c时,Va=-v0,即原速反弹；而 Vb- 0,即几乎不动.这就好 像是生活中的小皮球撞墙的情形教学反思；1、动量守恒定律的延展性：动量守恒定律是以两体系统推导总结出来的，但是实验 证实，由多体构成的系统， 当系统所受合外力为零时，动量守恒定律仍然是成立的。（教师设问一一学生猜答一一教师总结）2、动量守恒定律的矢量性：由动量守恒定律的数学表达式可以看出，由于动量是矢 量，所以表达式中等号左右两端动量的和应该是矢量和，动量守恒定律应理解为动量的矢量和”保持不变（采用演绎推理的方法由教师进行总结）3、动量守恒定律的相对性：动量守恒定律数学表达式中的速度，是相对于同一参考 系而言的，相 对于不同的参考系同一速度的数值是不同的，使用动量守恒定律计算时应注
动量守恒定律习题课教学设计
