动量守恒习案全徐7.docx

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动量守恒习案全徐7

动量一．实验：

探究碰撞中的不变量

编写人徐宏斌审核人田素云

【学习目标】

1．了解生产、生活中的碰撞现象

2．经历两个物体碰撞前后会不会有什么物理量保持不变的猜想过程

3．领会实验的基本思路，感悟自然界的和谐统一

4．培养实验技能，特别是数据采集和分析的技能

【学习任务】

1．阅读教材思考总结：

（1）自然界中有哪些现象属于碰撞？

（2）最简单的碰撞情形-------一维碰撞是什么意思？

（3）两个物体碰撞前后哪个物理量一定发生变化？

2．阅读教材“实验的基本思路”和“需要思考的问题”部分思考总结以下问题：

（1）碰撞前后哪个物理量保持不变，课本提供了哪几个猜想，你还有什么猜想？

（2）实验需要主要解决的问题有哪两个？

你有什么好的方法。

（3）实验数据如何记录，课本提供了怎样的记录表格，你还有哪些好的设计？

3．阅读课本提供的三个参考案例思考总结：

（1）各实验方法如何保证一维碰撞，如何测出碰撞前后的速度？

（2）总结实验步骤及注意事项。

你还有什么好的案例设计。

【自主检测】

1．课本“问题与练习”第1、2题

【课堂例题】

1．若用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的

A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量

B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起

C．先接通打点计时器电源再释放拖动纸带的小车

D．先释放拖动纸带的小车再接通打点计时器电源

2．用气垫导轨做实验，某一滑块通过光电门时，双挡光片两次挡光的记录为284.1ms、294.6ms,测得挡光片的挡光距离是5cm,则滑块的速度是多大?

2．某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球来碰撞寻找不变量，图1中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，通过复写纸留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）碰撞后B球的水平射程应为64.7㎝。

（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？

答：

A、B、D（填选项号）

（A）水平槽上放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

（B）A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离

（C）测量A球或B球的直径。

（D）测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

（E）测量C点相对于水平槽面的高度。

3．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩的轻质弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，探究物体间相互作用时的不变量

（1）该同学还必须有器材是和。

（2）需直接测量的数据是

第2节动量守恒定律

（一）

【学习目标】

1．了解物理学中动量概念的建立过程

2．理解动量和动量的变化及其矢量性，会正确计算做一维运动的物体的动量变化

3．在了解系统、内力和外力的基础上，认识和理解动量守恒定律

4．会应用动量守恒定律解决生产、生活中的简单问题

【学习任务】

1．阅读教材“动量”部分，完成下列任务：

（1）了解：

“动量”概念的建立过程是怎样的

（2）掌握：

什么叫“动量”？

动量是矢量还是标量，方向是怎样的？

（3）掌握：

什么是动量的变化量？

动量变化量的方向如何？

（4）思考总结：

阅读分析教材例题，总结一维运动动量变化量的计算方法。

思考若初末动量不在一条直线，动量变化如何计算。

2．阅读教材“系统内力和外力，解答以下问题：

掌握：

什么是系统？

什么是内力、外力？

请举例说明。

3．阅读教材动量守恒定律部分，完成以下任务：

（1）掌握：

动量守恒定律的内容是怎样的？

动量守恒的守恒条件是什么？

（2）拓展思考：

谈谈你对动量守恒定律的理解。

【自主检测】

课本P9页“思考与练习”第1、2、3、4题

【课堂例题】

1．质量m=0.1kg的橡皮泥，从高h=5m处自由落下（g取10m/s），橡皮泥落到地面上静止，求

（1）橡皮泥从开始下落到与地面接触前这段时间内动量的变化

（2）橡皮泥与地面作用的这段时间内动量的变化

（3）橡皮泥从开始下落到停止在地面上这段时间内动量的变化

2．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪射出一颗子弹时，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．因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故三者组成的系统动量守恒

D．三者组成的系统动量守恒。

第3节动量守恒定律

（二）

【学习目标】

1．能用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞，导出动量守恒的表达式。

2．了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性

3．加深对动量守恒定律的理解，进一步练习用动量守恒定律解决问题。

【学习任务】

1．阅读教材“动量守恒定律和牛顿运动定律”完成以下任务：

（1）请自己用“牛顿运动定律”推导“动量守恒定律”

（2）请回答：

怎样理解“动量守恒定律”所说的“守恒”是指系统的动量在整个过程中一直保持不变

2．阅读教材“动量守恒定律的普适性”完成以下任务：

（1）比较“牛顿运动定律”和“动量守恒定律”的适用范围有何不同？

（2）请思考：

从解决解决问题的过程看，用动量守恒定律解题有什么优势？

（3）通过课本例题及所做练习总结应用“动量守恒定律解题”的解题步骤

【自主检测】

课本“问题与练习”P12页1、3、6、7题

【课堂例题】

1．课本“问题与练习”P12页2、4、5题

2．一枚在空中飞行的导弹，质量m，在某点的速度为v，方向水平，导弹在该点突然炸成两块，爆炸后与初速方向一致的那一块弹片（质量为m1）速度为v1，求

（1）另一块速度的大小和方向

（2）导弹爆炸前后，系统的机械能守恒吗？

如果不守恒机械能是怎样变化的？

3．请解答课本“思考与讨论”问题。

第4节碰撞

【学习目标】

1．了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。

会用动量、能量的观点综合分析解决一维碰撞问题。

2．了解对心碰撞和非对心碰撞

3．了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性

【学习任务】

1．阅读课本第13页“思考与讨论”，按课本的要求进行分析计算。

体会弹性碰撞和非弹性碰撞。

2．什么是弹性碰撞？

什么是非弹性碰撞？

3．问题拓展：

请分析一下碰撞过程中能量的转化情况，体会弹性碰撞和非弹性碰撞的概念，说明为什么碰撞后粘在一起机械能损失最大。

4．按课本14页“思考与讨论”的要求建立方程并解出结果。

5．阅读课本14页到15页的内容后，自己对弹性正碰的结果进行分析并得出结论。

6．阅读课本“对心碰撞和非对心碰撞”部分，说明什么是弹性碰撞？

什么是非弹性碰撞？

7．解答课本16页“思考与讨论”中的问题并思考非对心碰撞遵守什么规律？

8．什么叫散射？

散射与宏观物体碰撞相比较有什么特点？

9．阅读课本“科学足迹”部分，了解中子的发现过程，说明发现过程中是怎样应用动量守恒定律的？

【自主检测】

课本“问题与练习”P17页1、2、3、4题

【课堂例题】

1．质量为

的小球以速度

在光滑的水平面上向静止在该平面上质量为

的小球碰撞，如图所示，求

和

发生正碰过程中弹簧的最大弹性势能。

2．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B球的动量可能值是【A】

A．pA=6kg·m/s，pB=6kg·m/s

B．pA=3kg·m/s，pB=9kg·m/s

C．pA=-2kg·m/s，pB=14kg·m/s

D．pA=-3kg·m/s，pB=17kg·m/s

3．课本“问题与练习”P17页5题

4．甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量共为M=30kg，乙和他的冰车总质量也是30kg，游戏时，甲推着一个质量m=15kg的箱子，和他一起以大小为V0=2m／s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，如图，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦，问甲至少要以多大的速度（相对地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞．（注意两人避免相撞的条件（箱子推出的速度至少为5.2m/s）

第5节反冲运动火箭

【学习目标】

1．认识反冲运动，结合动量守恒定律对反冲现象做出解释，进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际实际问题的能力。

2．知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国的航空、航天事业的巨大成就。

【学习任务】

1．解答课本第18页“思考与讨论”问题

2．识记：

什么叫反冲？

3．思考：

反冲运动的基本原理是什么？

满足动量守恒条件吗？

4．实践：

到学校操场观察喷灌的结构，分析其工作原理。

5．阅读教材“火箭”部分解答以下问题：

（1）发射火箭是利用什么原理？

火箭主要由哪几部分组成？

（2）解答课本19页“思考与与讨论”中的问题

（3）火箭获得较大的发射速度取决于哪两个条件？

（4）说明多级火箭的工作原理及过程。

【自主检测】

1．运送人造卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是【B】

A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭

B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭

C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭

D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭。

2．一个人静止在完全光滑的冰面上，可以使他离开的方法是【D】

A．向后踢脚B．手臂向后甩

C．在冰面上滚动D．脱下外衣水平抛出

3．课本“问题与练习”第1题

【课堂例题】

1．现有两枚火箭，A火箭为单级火箭，B火箭为两级火箭。

A火箭的发射重量为2×103kg，其中装有1.5×103kg的推进剂。

B火箭由各重1×103kg的两级火箭组成，它们分别装有0.75×103kg的推进剂。

求A、B两枚火箭最终获得的速度比。

（5：

9）

说明：

由此例体会多级火箭原理。

2．长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人立在船头，若不计水的粘滞阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？

说明：

由此例总结“人船模型”的规律。

3．课本“问题与练习”第3题

说明：

由此例体会用“整体法”解题

第6节用动量概念表示牛顿第二定律

（一）

【学习目标】

1．理解冲量的概念。

理解动量定理及其表达式。

2．能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题

3．理解动量与动能、动量定理和动能定理的区别

【学习任务】

1．阅读课本第一段完成以下任务：

（1）自己推导牛顿第二定律的另一表达式

（2）写出表达式并记住其文字表达

2．阅读“动量定理”一段，通过自己思考总结完成以下问题：

（1）什么叫冲量？

冲量的物理意义是什么？

（2）写出冲量表达式，它的方向是怎样的？

单位是什么？

（3）动量定理的内容是什么？

表达式是怎样的？

（4）试谈你对动量定理的理解。

（5）通过阅读例题总结利用动量定理解题的方法步骤。

【自主检测】

1．下列说法正确的是【　D　　】

A．物体的质量越大，其动量就越大

B．受力大的物体，受到的冲量也一定大

C．冲量越大，动量也越大

D．物体受力越大，其动量变化率也越大

2．物体在恒力作用下运动，下列说法中正确的是【　C　　】

A．动量的方向与受力方向相同

B．动量的方向与冲量的方向相同

C．动量的增量方向与受力方向相同

D．动量变化率的方向与速度方向相同

3．如图所示，一个物体在与水平面成

角的拉力F作用下匀速直线运动，运动的时间为t，则【　AD　　】

A．拉力F对物体的冲量大小为Ft

B．拉力F对物体的冲量大小为

C．摩擦力对物体的冲量大小为

D．合力对物体的冲量大小为零

4．课本P25页第2题

【课堂例题】

1．如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两个物体的下列物理量中相等的是【　C　　】

A．重力的冲量B．弹力的冲量

C．刚到达底端时的动量大小D．刚到达底端的动量

2．课本P22页例题

3．水平拉力F1、F2分别作用在水平面上的同一物体上，一段时间后撤去，使物体都由静止开始运动而后停下。

如果物体在这两种情况下总位移相等，且F1>F2，那么在这样的过程中【　B　】

A．F1比F2的冲量大

B．F1比F2的冲量小

A．F1与F2的冲量相等

B．F1与F2的冲量大小无法比较

第6节用动量概念表示牛顿第二定律

（二）

【学习目标】

1．理解冲量的概念。

理解动量定理及其表达式。

2．能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题

3．理解动量与动能、动量定理和动能定理的区别

【学习任务】

1．阅读教材及查阅资料应用动量定理解答以下问题：

（1）玻璃杯为什么掉在硬地上易打碎？

（2）立在桌面上的铅笔下压着一张纸条，为什么快速抽出纸条时铅笔不易倒下？

（3）钉钉子时为什么用小铁锤而不用橡皮锤，而铺地板砖时又选用橡皮锤而不用铁锤？

2．阅读教材“科学漫步”谈谈动量定理还有哪些实际应用？

3．阅读教材“科学足迹”说明动量定理和动能定理的关系。

4．请思考总结：

动量定理和牛顿第二定律的区别与联系。

【自主检测】

1．课本P25页“问题与练习”第1题

2．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是因为【　D　】

A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小

B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小

C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小

D．人跳在沙坑受到的动冲力比跳在水泥地上小

3．课本P25页“问题与练习”第4题

4．课本P25页“问题与练习”第3题

【课堂例题】

1.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。

在此过程中，【　B　】

A.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为

mv2

B.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零

C.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为

mv2

D.地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零

2．一倾角为θ＝45°的斜血固定于地面，斜面顶端离地面的高度h0＝1m，斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板。

在斜面顶端自由释放一质量m＝0.09kg的小物块（视为质点）。

小物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.2。

当小物块与挡板碰撞后，将以原速返回。

重力加速度g＝10m/s2。

在小物块与挡板的前4次碰撞过程中，挡板给予小物块的总冲量是多少？

N·s