教学重点:重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。
教学难点:难点是动量守恒定律的理解。
教 具:1.气垫导轨、光门和光电计时器,已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)。
教学过程:
前面已经了动量定理,下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统,在不受外力的情况下,二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化,整个物体系统的动量又将如何?
1. 从生活现象引入:两个同学静止在滑冰场上,总动量为0,用力推开后,总动量为多少?(接下来通过实验建立模型分析)
2. 实验:
1) 准备 : 在已调节水平的气垫导轨上放置两个质量相等的滑块,用细线连在一起处于被压缩状态
2) 解说实验操作过程
3) 实际操作
4) 实验结论:两个物体在相互作用的过程中,它们的总动量是一样的
3. 理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件
1) 推导:
碰撞之前总动量:P=P1+P2=m1υ1+m2υ2
碰撞之后总动量:P'=P1'+P2'=m1υ1'+m2υ2'
碰撞过程:F1·t= m1υ1'- m1υ1
F2·t= m2υ2'- m2υ2
由牛三定律有:F1·t=- F2·t
m1υ1'- m1υ1= -(m2υ2'- m2υ2 )
整理: m1υ1+m2υ2=m1υ1'+m2υ2'
即:P= P'
2) 引入概念:
1.系统:相互作用的物体组成系统。
2.外力:外物对系统内物体的作用力
3.内力:系统内物体相互间的作用力
分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件:
两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。
结论:相互作用的物体所组成的系统,如果不受外力作用,或它们所受外力之和为零,则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定
4.动量守恒定律
1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变
2)注意点:
① 研究对象:系统(注意系统的选取)
② 区别: 高中生物 a.外力的和:对系统或单个物体而言
b.合外力:对单个物体而言
③ 内力冲量只改变系统内物体的动量,不改变系统的总动量
④ 矢量性(即不仅对一维的情况成立,对二维的情况也成立,例如斜碰)
⑤ 同一性(参考系的同一性,时刻的同一性)
⑥ 作用前后,作用过程中,系统的总动量均保持不变
5.分析动量守恒定律成立条件:
b) F合=0(严格条件)F内 远大于F外(近似条件)某方向上合力为0,在这个方向上成立
6.适用范围(比牛顿定律具有更广的适用范围:微观、高速)
7.小结
4.练习题 质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车,已知平板车的80kg,求小孩跳上车后他们共同的速度。
5. 思考:子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块,子弹与木块作为一个系统动量守恒否?
作业:课课练之课时四,其中第2、11题做在作业本上
教学效果分析:
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