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1、江西省宜春市宜春中學高中物理 第16章第2節(jié) 動量守恒定律(一)導學案 新人教版選修3-5
【知識要點】
1.動量及其變化
(1)動量的定義:理解要點:
①狀態(tài)量:動量包含了“參與運動的物質”與“運動速度”兩方面的信息,反映了由這兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài),具有瞬時性。
②相對性:這是由于速度與參考系的選擇有關,通常以地球(即地面)為參考系。
③矢量性:動量的方向與速度方向一致。運算遵循矢量運算法則(平行四邊形定則)。
(2)動量的變化量:
定義:強調指出:動量變化△p是矢量。方向與速度變化量△v相同。一維情況下:Δp=mΔυ= mυ2- mυ1 矢量差
2.系統(tǒng)
2、 內力和外力(1)系統(tǒng):相互作用的物體組成系統(tǒng)。(2)內力:系統(tǒng)內物體相互間的作用力(3)外力:外物對系統(tǒng)內物體的作用力
分析上節(jié)課兩球碰撞得出的結論的條件:兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(系統(tǒng)的內力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,使它們彼此平衡。氣墊導軌與兩滑塊間的摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
注意:內力和外力隨系統(tǒng)的變化而變化。
3.動量守恒定律
(1)內容:(2)適用條件:(3)公式:p1/+p2/=p1+p2即m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′
或Δp1=-Δp2或Δp總=0
(4)注意點:① 研究對象:幾個
3、相互作用的物體組成的系統(tǒng)(如:碰撞)。
② 矢量性:以上表達式是矢量表達式,列式前應先規(guī)定正方向;
③ 同一性(即所用速度都是相對同一參考系、同一時刻而言的)
④ 條件:系統(tǒng)不受外力,或受合外力為0。要正確區(qū)分內力和外力;
條件的延伸:a.當F內>>F外時,系統(tǒng)動量可視為守恒;(如爆炸問題。)
b.若系統(tǒng)受到的合外力不為零,但在某個方向上的合外力為零,則這個方向的動量守恒。(注重動量守恒定律與機械能守恒定律適用條件的區(qū)別)
【預習導航,要點指津】(約15分鐘)
【例1】關于動量的概念,下列說法正確的是;( )
A.動量大的物體慣性一定大 B.動量大的物體
4、運動一定快
C.動量相同的物體運動方向一定相同 D.動量相同的物體速度小的慣性大
【例2】一個質量是0.1kg的鋼球,以6m/s的速度水平向右運動,碰到一個堅硬的障礙物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動,碰撞前后鋼球的動量有沒有變化?變化了多少?
【例3】在光滑水平面上A、B兩小車中間有一彈簧,如圖所示。用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止狀態(tài)。將兩小車及彈簧看做一個系統(tǒng),下列說法中正確的是( )
A.兩手同時放開后,系統(tǒng)總動量始終為零
B.先放開左手,再放開右手后,動量不守恒
C.先放開左手,再放開右手后,總動量向左
D.無論何時放手,兩
5、手放開后,在彈簧恢復原長的過程中,系統(tǒng)總動量都保持不變,但系統(tǒng)的總動量不一定為零
【自主探索,獨立思考】(約6分鐘)
例如:如圖所示,斜面體A的質量為M,把它置于光滑的水平面上,一質量為m的滑塊B從斜面體A的頂部由靜止滑下,與斜面體分離后以速度v在光滑的水平面上運動,在這一現(xiàn)象中,物塊B沿斜面體A下滑時,A與B間的作用力(彈力和可能的摩擦力)都是內力,這些力不予考慮。但物塊B還受到重力作用,這個力是A、B系統(tǒng)以外的物體的作用,是外力;物體A也受到重力和水平面的支持力作用,這兩個力也不平衡(A受到重力、水平面支持力和B對它的彈力在豎直方向平衡),故系統(tǒng)的合外力不為零。但系統(tǒng)在水平方向沒有
6、受到外力作用,因而在水平方向可應用動量守恒,當滑塊在水平地面上向左運動時,斜面體將會向右運動,而且它們運動時的動量大小相等、方向相反,其總動量還是零。
【小組合作探究,議疑解惑】(約6分鐘)
1.一爆竹在空中的水平速度為υ,若由于爆炸分裂成兩塊,質量分別為m1和m2,其中質量為m1的碎塊以υ1速度向相反的方向運動,求另一塊碎片的速度。
2.小車質量為200kg,車上有一質量為50kg的人。小車以5m/s的速度向東勻速行使,人以1m/s的速度向后跳離車子,求:人離開后車的速度。
3.質量為30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車,已知平板車的
7、質量為90kg,求小孩跳上車后他們共同的速度。
【展示你的收獲】(約3分鐘)
【重、難、疑點評析】(約4分鐘)
【達標檢測】(約6分鐘)
1.關于動量的概念,以下說法中正確的是( ).
A.速度大的物體動量一定大 B.質量大的物體動量一定大
C.兩個物體的質量相等,速度大小也相等,則它們的動量一定相等
D.兩個物體的速度相等,那么質量大的物體動量一定大
2.下列運動中,在任何相等的時間內物體的動量變化完全相同的是( ).
A.豎直上拋運動(不計空氣阻力) B.平拋運動(不計空氣阻力)
C.勻速圓周運動 D.簡諧運
8、動
3.兩個相向運動的物體碰撞后都靜止,這說明兩物體原來的( ).
A.速度大小相等 B.質量大小相等
C.動量大小相等 D.動量相同
4.如圖所示,p、p,分別表示物體受到沖量前、后的動量,短線表示的動量大小為15kg·m/s,長線表示的動量大小為30kg·m/s,箭頭表示動量的方向.在下列所給的四種情況下,物體動量改變量相同的是( ).
A.①② B.②④ C。①③ D。③④
5.如圖所示,一小車靜止在光滑水平面上,甲、乙兩人分別站在左右兩側,整個系統(tǒng)原來靜止,則當兩人同時相向走動時( ).
A.要使小車靜止不動,甲乙速率必
9、相等
B.要使小車向左運動,甲的速率必須比乙的大
C.要使小車向左運動,甲的動量必須比乙的大
D.要使小車向左運動,甲的動量必須比乙的小
6.A、B兩滑塊在一水平直氣墊導軌上相碰,用頻閃照相機在to=o,t1=Δt,t2=2Δt,t3=3Δt各時刻閃光4 次,攝得如圖所示照片,其中B像有重疊,mB=3mA/2,由此可判斷( ).
A.碰前B靜止,碰撞發(fā)生在60cm處,,=2.5Δt時刻
B.碰后B靜止,碰撞發(fā)生在60cm處,c=0.5Δt時刻
C.碰前B靜止,碰撞發(fā)生在60cm處,c=0.5Δt時刻
D.碰后B靜止,碰撞發(fā)生在60cm處,c=2.5Δt時刻
7.甲、乙兩個溜冰者,質量分別為48kg和50kg.甲手里拿著質量為2kg的球,兩人均以2m/s的速率在冰面上相向滑行,冰面光滑.甲將球傳給乙,乙再將球拋給甲,這樣拋接若干次后,乙的速率為零,則甲的速率為多少?
1.D2.AB3.C4.C5.D6.B7.0