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)碰撞问
2、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（AD）A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v0沿水平方向击中木块，并留在其中与木块共同运
3、动，则子弹对木块的冲量大小是(B)A、mv0 ；B、 ；C、mv0 ；D、mv0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m1和m2.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相同
4、，讨论m1m2和m1m2两种情况下振动系统的动量是否守恒.分析：m1和m2所受摩擦力分别为f1m1g和f2m2g.由于振动时两振子的运动方向总是相反的，所以f1和f2的方向总是相反的.对m1和m2振动系统来说合外力F外f1+f2，但注意是矢量合.实际运算时为F外m1g-m2g显然，若m1m2，则F外0，则动量守恒；若m1m2，则F外0，则动量不守恒.向学生提出问题：(1)m1m2时动量守恒，那么动量是多少？(2)m1m2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) m1m2时动量守恒，系统的总动量为零.开始时(释放振子时)p0，此后振动时，当p1和p2均不为零时，它们的大小是
5、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：m1v1m2v2(2) m1m2时F外(m1-m2)g.其方向取决于m1和m2的大小以及运动方向.比如m1m2，一开始m1向右(m2向左)运动，结果系统所受合外力F方向向左(f1向左，f2向右，而且f1f2).结果是在前半个周期里整个系统一边振动一边向左移动.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m1m2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
6、虽然动量守恒(p0)，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合外力应是它受到的重力G(m1+m2)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
7、，教师应向学生提出.)一般说当v10m/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pp.解题过程：设手雷原飞行方向为正方向，则v010m/s，m1的速度v150m/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v010m/s，v150m/s；m10.3kg，m20.2kg.系统动量守恒：(m1+m2)v0m1v1+m2v2 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
8、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MVmv 小结：上述两例都属于“反冲”和“爆炸”一类的问题，其特点是F内F外，系统近似动量守恒例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v0的方向为正方向.由动量守恒和能量守恒可列出下述方程： mAv0mAvA+mBv
9、B 解方程和可以得到 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 。当 时， ，即碰后A球反弹，且一般情况下速度也小于v0了.当mAmB时，vA0，vBv0，这就是刚才看到的实验，即A、B两球互换动量的情形.(3)讨论极端情形：若mB时，vA-v0，即原速反弹；而vB0，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；、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。（教师设问学生猜答教师总结）、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）、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意参考系的选择6第 6 页 共 6 页
