(学案)动量守恒定律.docx

动量守恒定律 【学习目标】 1．应用牛顿定律推导出适用于两球碰撞模型的动量守恒定律，能够理解动量守恒定律的物理过程。 2．理解动量守恒定律（内容、守恒条件），会分析计算同一直线上两个物体的动量守恒问题。 【学习重点】 1．动量守恒定律。 2．运用动量守恒定律解题的一般步骤。 【学习难点】 1．动量守恒的条件。 2．动量守恒定律的应用。 【学习过程】 一、复习旧知 动量：_______________ 冲量：_______________ 动量定理：_______________ 二、学习新知 （一）相互作用的两个物体的动量改变 如图，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别是m1和m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是v1和v2，v2＞v1。当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。 根据动量定理与牛顿第三定律推导出两个物体动量守恒。 （二）动量守恒定律 1．相关概念： （1）系统：___________________________________________。 （2）内力：___________________________________________。 （3）外力：___________________________________________。 2．动量守恒定律 （1）内容：______________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 （2）公式：______________________________ 3．动量守恒条件 （1）_________________________________________________________。 （2）__________________________________________________________。 （3）__________________________________________________________。 4．注意： （1）区分内力和外力。 （2）在总动量一定的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化。 如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。 5．应用动量守恒定律解题的步骤： （1）________________________________________________________。 （2）________________________________________________________。 （3）________________________________________________________。 （4）________________________________________________________。 例1：在列车编组站里，一辆m1为1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。 例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块,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。 （三）动量守恒定律的普适性 牛顿运动定律：低速、宏观__________，高速（接近光速）、微观（小到分子原子尺度）__________。 动量守恒定律：低速、宏观__________，高速（接近光速）、微观（小到分子原子尺度）_________。 【课堂练习】 1．（1）（2002年全国春季高考试题）在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg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20m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为（ ） A．小于10m/s B．大于10m/s小于20m/s C．大于20m/s小于30m/s D．大于30m/s小于40m/s 2．如图所示，A、B两物体的质量比mA:mB=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。当弹簧突然释放后，则有（ ） A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒 C．小车向左运动 D．小车向右运动 3．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，下列说法正确的是（ ） A．枪和弹组成的系统，动量守恒 B．枪和车组成的系统，动量守恒 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，故系统动量近似守恒 D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 4．甲乙两船自身质量为120kg，都静止在静水中，当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/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=_______。 5．（2001年高考试题）质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m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（相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v（相对于静止水面）向后跃入水中，求小孩b跃出后小船的速度。 6．如图所示，甲车的质量是2kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体。乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8m/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？（g取10m/s2） 答案： 1．A 2．BC 3．D 4．5:4 5．因均是以对地（即题中相对于静止水面）的水平速度，所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同。 设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v，取v0为正向，根据动量守恒定律，有： （M+2m）v0=(Mv+mv)-mv，解得：v=（1+2mM）v0 6．乙与甲碰撞动量守恒：m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′ 小物体m在乙上滑动至有共同速度v，对小物体与乙车运用动量守恒定律得： m乙v乙′=（m+m乙）v 对小物体应用牛顿第二定律得a=μg，所以：t=v/μg 代入数据得t=0.4s。 5 / 5