复习课：动量守恒定律的应用

复习课：动量守恒定律的应用

广州市第65中学 周浩

【教学目标】：

一、知识目标：1．知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题

2．掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤

3．会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、反冲等物体相互作用的问题

二、能力目标：1．掌握应用动量守恒定律解题的方法和步骤

2．通过对问题的分析解决比较和总结建立物理模型，并能学会利用模型解

决实际问题 3．掌握类比、迁移等物理思想

【教学重点】：熟练掌握正确应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤 【教学难点】：守恒条件的判断，守恒定律模型的建立和应用 【教学方法】：讨论，总结，迁移，类比。 【教学用具】：投影片、物理课件 【教学过程】：

教师：今天这节课我们来复习动量守恒定律

一、复习导入新课：1．动量守恒的内容和表达式是什么？

2．守恒的适用条件是什么？

教师引导学生回顾知识点，并指出表达式的同时性和矢量性，计算时应注意的问题。

二、动量守恒条件的判断

1.

图1

教师：子弹、木块、弹簧组成的系统受到了哪些外力？（将系统视为一个整体，竖直方向重力、地面的支持力，此二力合力为零，水平方向弹簧压迫墙壁，墙壁会给系统一个向左的弹力，合力不为零。因此，动量不守恒。）

教师启发：系统机械能守恒吗？（子弹在钻入木块过程中，摩擦生热，因此系统机械能有损失，不守恒）

教师：再思考，如果只将子弹和木块视为一系统，则在子弹打入木块这一瞬间，系统动量守恒吗？（子弹打入木块时间极短，因此打入的过程中，弹簧压缩的非常小，系统受到的弹力很小，远小于子弹与木块的内力，所以这个过程系统的动量是守恒的）

点评：物理规律总是在一定条件下得出的，因此在分析问题时，不但要弄清选取哪些物体作研究对象，而且一定要弄清对应哪个过程，这样才能做到准确判断。

2.

图2

教师：1.请说出系统受到的外力？（重力和地面的支持力，两个带电小球之间库仑力属于内力，因此，系统外力之和为零。动量守恒）

2.两个带电小球相碰之后做什么运动？系统总动量等于碰撞前吗？（相碰之后，电荷重新分配，两球均带正电，因此，互相排斥互相远离；由于外力之和仍然为零，所以碰后动量仍然守恒。） 3.

图3

教师：请说出系统受到的外力？（两者重力之和、两者浮力之和。合外力为零，剪断细线之后，系统受到的重力和浮力仍然不变，合外力仍然为零。动量守恒。）

点评：深刻领会动量守恒条件F合=0，拓宽符合条件的情景，只有这样，才能实现能力的迁移

小结：判断是否守恒，从受力分析入手，整体看一看，隔离看看，区分哪些是外力哪些是内力

三、几类典型问题 1.碰撞

例题：如图所示，在光滑地面上放有三个大小相同的小球，其中mA=mB=1kg,mC=2kg，现让

?/ s的速度向着B球运动，试求： A球以 v 0 2 m

（1）A、B碰撞后，A球停下，则B球速度为____2____m/s，该碰撞属于弹性碰撞(填碰撞类型)。（强调该碰撞系统动量守恒，动能也守恒！）

（2）若B球继续向右运动与C球碰撞并粘在一起，则它们的共同速度为_____0.67_____m/s，该碰撞属于完全非弹性碰撞。（强调该碰撞系统动量守恒，但动能损失最大！） （3）若B球与C球碰后分开，则C球速度可能为2m/s吗？为什么？0.5m/s呢？

m（若C球速度为2，则根据动量守恒定律，（取向右为正方向，得： Bv0?mBvB?mCvC计算得到vB??2m/s，但是系统碰前动能为2J，碰后却变成了6J，这是不可能的！） （若C球速度为0.5m/s，则根据动量守恒定律算出，碰后VB=1m/s，不符合实际物理情境） 教师：通过本道题的练习，大家应该对碰撞有了一个比较全面的认识，下面来总结一下 归纳：1.碰撞的种类：___________________、___________________、__________________ 2.分析碰撞后物体速度的可能值时，通常抓住三原则：___________________、

___________________、__________________ 练习：

1.（双选）光滑水平面上，质量为1kg的小球A以 v A ? 4 m / s 的速度与质量为2kg的静止小球B正碰。关于碰后A、B的速度，下面哪些是可能的（ ） A． ? ? B．v ?vAA?vB?43m/s??2.5m/s??1m/s,vBC． v ? ? 1m/s,v??3m/s?v?ABA??4m/s,vB?4m/s练习大约三分钟

教师讲评：根据第一条原则：碰撞前后动量守恒，可以排除C。根据第二条原则：系统动能不增，可以排除D。剩余两个选项也符合第三条原则：只碰一次！所以答案：A、B 2.打桩机的重锤A质量为m=150kg，桩B的质量M=50kg，锤A开始下落的高度为h=0.8m,若打击后A与B一起运动，且桩受泥土的阻力恒为F=3000N，撞击时间极短，则桩进入泥土多深？（取g=10m/s2） 学生练习大约五分钟 教师讲评：

过程一：锤A自由下落，撞击前的速度 vAh?2gh?4m/s过程一：A、B相撞，由于碰撞的时间非常短，A、B之间的内力远大于系统所受到的外力，因此可近似认为动量守恒。取向下为正，则：

mvA?(M?m)v代入数据，可得：v ?3m/s过程二：B进入泥土，由动能定理得： (mg代入数据，可得：s=0.9m

教师：A和B撞击属于什么碰撞？（完全非弹性碰撞）A由开始的4m/s变为3m/s，说明做了减速运动。而B做了加速运动，最后两者速度一样。这是它们的运动过程。接下来我们分析以下两个例子

2.如图所示，水平地面光滑，图中A、B的质量分别为m和M，甲图中A、B之间的动摩擦因数为?，且小车足够长，B原来均处于静止状态，A以初速度v0运动 （1）A相对B运动过程中，A、B对地分别做什么运动？

（2）从开始到相对静止，甲、乙图中A、B组成的系统总动能守恒吗？

甲 1?Mg)?s?F?s?0?(m?M)v22A乙 B教师：甲图中,A由于受到向左的摩擦力，做匀减速直线运动，而小车受到反方向的摩擦力，因此从静止开始做加速运动，当两者速度相等时，相对静止，摩擦力消失了，A和B一起向前匀速运动。

乙图中，A受到向左的弹力，减速运动，B受到向右的弹力，加速运动。只要A的速度大于B，两者的距离就会减小，弹簧进一步被压缩，直到两者速度相等，弹簧压缩到最短。从以上两个例子分析可以发现什么？（提示：从开始到两者速度相等时，可类比成两个物体相撞后结合成一个整体，所以，这两个例子虽然不是碰撞，但我们可以把它们当作“完全非弹性碰撞”来处理。）

教师：都有动能损失，且当物体速度相等时，系统动能损失最大，甲图是将损失的动能转化成了内能，而乙图则是将动能转化为弹簧的弹性势能。

点评：通过对不同物理情境的类比分析，发现并总结其共同特点，从而达到触类旁通，举一反三的学习效果！ 2.反冲

例题：水平发射炮弹时，炮弹的质量为m，炮身的质量为M，炮弹相对地的速度v0，求： （1）炮身的反冲速度v 。 （2）炮身和炮弹组成的系统发射前后动能如何变化？

教师：发射炮弹时，内力远大于外力，因此系统动量守恒。 请同学们动笔列出表达式： （ ）

系统动能守恒吗？很显然，动能在增大（从哪里转化来的？火药爆炸，化学能转化而来）

+q+2q我们将课堂开始的问题拿出来讨论，

从静止开始将两球释放，问：系统的动能如何变化？ ++（显然由于库伦力，两者都加速，动能增加。从哪里转化而来？ A B 电荷之间的电场力做正功，电势能减少，从而转化成为动能） 归纳比较：碰撞和反冲的联系与区别： 1.相同点：两者均满足______________

2.区别：碰撞过程中系统动能__________,而反冲时系统动能_____________