§16.3动量守恒定律导学案(1)
【学习目标】
1、了解系统、内力和外力的概念。
2、能运用牛顿第二定律和第三定律导出动量守恒的表达式。 3、了解动量守恒定律的条件。
4、深刻理解动量守恒定律的内容及表达式的各种形式,练习用动量守恒定律解决生产生活问题。
【学习重点】 动量守恒定律及其理解 【学习难点】 理解动量守恒的条件 【自主学习】
系统 内力和外力
阅读课本12页:完成下面练习。
1、系统:相互作用 的物体组成系统. 2、内力:______________物体相互间的作用力 3、外力:______________ 对系统内物体的作用
例题1: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.当弹簧突然释放的瞬间:
(1) A、B两物体所组成的系统受那些外力?系统中有那些内力?
(2) A、B、C三个物体所组成的系统受那些外力?系统中有那些内力?
归纳小结:内力与外力的概念是相对的,一个力是内力还是外力与选择的研究对象 关,在研究物体的运动情况时一般只需要分析所受外力。
【合作探究】
动量守恒定律
一、动量守恒定律的推导
〖物理情景〗 :在光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v1>v2。经过一段时间t后,m1追上m2,两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中第一个球所受另一个球对它的作用力是F1,第二个球所受另一个球对它的作用力是F2。碰撞之前总动量:P=P1+P2=m1υ1+m2υ呢?
推导方法一:阅读课本13页,概括用牛顿第二、第三定律推导 动量守恒定律的主要步骤:
上式的物理意义是: 推导方法二:碰撞过程两个小球所受的平均作用力为F1 和F2,则分别用动量定理, 对第一个小球由动量定理有:
’2
’
’
’
’1
’2
,碰撞之后总动量:P=P1+P2=m1υ+m2υ那么碰撞前后的总动量有什么关系
对第二个小球由动量定理有:
由牛顿第三定律有:
即:
整理: m1υ1+m2υ2=m1υ
’1
+m2υ
’2
即:P= P
’
结论:从上面的分析还可以看出,两个物体碰撞过程中的每个时刻都有 __________ ,因此上面结论对过程中的任意两时刻的状态________,也就是说,系统的动量在整个过程中一直________ _ 。因此,我们才说这个过程中动量是_________的。
例题2:关于动量守恒定律的理解,以下说法正确的是:( ) A.系统的动量守恒是指初、末两状态的动量才相等. B.系统的动量守恒是指任意两个状态的动量相等. C.系统的动量守恒是指系统中任意一物体的动量不变. D.系统所受外力的冲量为零,系统的动量一定守恒.
阅读课本13页,完成下面练习。 二、内容:
如果一个系统______________ 或者_______________,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
三、守恒条件:
1、系统不受 或系统所受外力之和为 。(严格条件) 2、系统的内力 外力。(近似条件)如碰撞或爆炸瞬间,外力可以忽略不计
3、系统在某一方向 外力或所受外力的矢量和为 ,则系统在该方向动量守恒。(分动量守恒)
例题3:子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块,未能穿出,则此子弹与木块系统:
(1) 在子弹入射木块的过程中,系统动量守恒否? B A (2) 子弹与木块一起将弹簧压缩到最短的过程中系统
动量守恒否?说明理由。
例题4、下列各图中所有的接触面光滑,不计空气的阻力,其中动量守恒的有:( ) 四、表达式: (1)、p=p′即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p大小 ,方向 。具体到实际应用时又有以下常见三种形式:
/
a.m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统).
b. m1v1+ m2v2 =0
(适用于原来静止的两个物体组成的系统,比如爆炸、反冲等,两者速率及位移大小
与各自质量成反比).
c. m1v1+ m2v2 =(m1+m2)v
(适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况) (2)、?p=0即系统 为零。
(3)、?=?即相互作用的系统内的物体分为两部分,其中一部分动量的 等于另一部分动量的 。
例题5:如图所示,质量为M的斜面放在光滑的水平面上,质量为m的物体由静止开始从光滑斜面的顶端滑到底端,在这过程中:( )
A.M、m组成的系统动量守恒; B.M、m组成的系统机械能守恒;
C.m、M各自的水平方向动量的增量大小相等; D.M对m的支持力的冲量为零。
【随堂测评】
1. 把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上.枪
发射出一颗子弹.对于此过程,下列说法中正确的是:( )
A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 C.车、枪和子弹组成的系统动量守恒
D.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有摩擦力.且摩擦力的冲量甚小
2、两物体组成的系统总动量守恒,这个系统中:( ) A.一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度 B.两个物体的动量变化总是大小相等,方向相反 C. 系统的总动量始终为零 D.系统总动量的变化为零
3、如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的
轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,若以两车及弹簧组成系统,则下列说法中不正确的是:( ) A.两手同时放开后,系统总量始终为零
B.先放开左手,后放开右手后动量不守恒 C.先放开左手,后放开右手,总动量向左 D.无论何时放手,只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零
4、A、B两物体在光滑的水平面上相向运动,其中物体A的质量为mA=4 kg,两球发生相互作用前后的运动情况如图14-1-5所示,由图可知A、B两物体在________时刻发生碰撞,B物
[来源:]
体的质量为mB=________kg
5、甲乙两船自身质量为120 kg,都静止在静水中,当一个质
量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计水的阻力,甲、