选修动量守恒定律一学习教案

会计学1第一页，共20页。第1页/共20页第二页，共20页。第2页/共20页第三页，共20页。 光滑桌面上有两光滑桌面上有两1 1、2 2两个小球。两个小球。1 1球的质量为球的质量为0.3 kg0.3 kg，以速度以速度8 m/s8 m/s跟质量跟质量0.1 kg0.1 kg的静止的的静止的2 2球发生碰撞，碰撞后球发生碰撞，碰撞后2 2球的速度变为球的速度变为9 m/s9 m/s，1 1球的速度变为球的速度变为5 m/s5 m/s，方向与原来，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。下几项猜想。（1 1）碰撞后）碰撞后2 2球获得了速度，是否是球获得了速度，是否是1 1球把速度传递球把速度传递(chund)(chund)给了给了2 2球？球？（2 2）碰撞后）碰撞后2 2球获得了动能，是否是球获得了动能，是否是1 1球把动能传递球把动能传递(chund)(chund)给了给了2 2球？球？（3 3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，在这次碰撞中，2 2球所增加的这个量与球所增加的这个量与1 1球所减小的这个量球所减小的这个量相等？请计算表明。相等？请计算表明。【问题【问题(wnt)思思考】考】第3页/共20页第四页，共20页。 无论哪一种形式无论哪一种形式(xngsh)(xngsh)的碰撞，碰撞前后物体的碰撞，碰撞前后物体mv mv 的的矢量和保持不变。矢量和保持不变。 mv mv 很可能具有特别的物理意义。物理学中把它定很可能具有特别的物理意义。物理学中把它定义为动量，用字母义为动量，用字母(zm)P(zm)P表示表示P=mv.P=mv. 有关动量的发展史：最先提出有关动量的发展史：最先提出(t ch)(t ch)动量具有守恒性思动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡儿想的是法国科学家笛卡儿 ，把运动物体的质量和速率的乘积，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。叫做动量，忽略了动量的方向性。 1668 1668年，惠更斯明确提出年，惠更斯明确提出(t ch)(t ch)动量的守恒性和方向性。动量的守恒性和方向性。 牛顿把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度牛顿把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒性和方向性的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒性和方向性第4页/共20页第五页，共20页。 在物理学中什么叫动量在物理学中什么叫动量(dngling)？它的单位是什么？它的单位是什么？你是怎样理解动量？你是怎样理解动量(dngling)这个概念？这个概念？是状态是状态(zhungti)量量。一、动量一、动量(dngli(dngling)ng)1、概念：、概念：在物理学中，物体的在物理学中，物体的质量质量m m和和速度速度v v的乘积叫做的乘积叫做动量动量。2、定义式、定义式：p= m v3、单位：、单位：千克米每秒，符号是千克米每秒，符号是kg kg m/sm/s4、对动量的理解：、对动量的理解：（2 2）瞬时性）瞬时性（1 1）矢量性）矢量性运算遵循平行四边形定则运算遵循平行四边形定则（3 3）相对性）相对性物体的动量与物体的动量与参照物参照物的选择有关的选择有关阅读教材回答下列问题阅读教材回答下列问题第5页/共20页第六页，共20页。mpmvEK22122kmEp2讨论一下动量和动能讨论一下动量和动能(dngnng)(dngnng)的关系的关系1. 1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻(shk)(shk)的状的状态态2.2.动量是矢量，动能动量是矢量，动能(dngnng)(dngnng)是标量是标量 动量发生变化时，动能不一定发生变化，动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化动能发生变化时，动量一定发生变化3.3.定量关系定量关系动量发动量发生变化生变化速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能改变动能改变动能不变动能不变第6页/共20页第七页，共20页。第7页/共20页第八页，共20页。试讨论以下试讨论以下(yxi)(yxi)几种运动的动量变化情几种运动的动量变化情况。况。物体物体(wt)(wt)做匀速直线做匀速直线运动运动物体物体(wt)(wt)做自由落体运动做自由落体运动物体做平抛运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量大小、方向均不变动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小不变动量方向时刻改变，大小不变第8页/共20页第九页，共20页。二、动量的变化二、动量的变化1.1.定义：物体的末动量与初动量之矢量差叫做定义：物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化物体动量的变化. .2.2.表达式：表达式：P=mP=mv.v.说明：说明：动量的变化等于末状态动量减初状态的动量动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与，其方向与v v的方向相同的方向相同. .动量的变化也叫动量的增量动量的变化也叫动量的增量(zn lin)(zn lin)或或动量的改变量动量的改变量. .第9页/共20页第十页，共20页。例例1、一个质量是、一个质量是0.1kg的钢球，以的钢球，以6m/s的速度水平向右运的速度水平向右运动动(yndng)，碰到一个坚硬物后被弹回，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动的速度水平向左运动(yndng)（如图），碰撞前后钢（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？第10页/共20页第十一页，共20页。第11页/共20页第十二页，共20页。例例2、一质量为、一质量为0.5kg的木块以的木块以10m/s速度沿倾角速度沿倾角(qngjio)为为300的光滑斜面向上滑动（设斜面足够长）的光滑斜面向上滑动（设斜面足够长）, 求木块在求木块在1s末的动量末的动量 和和3s内的动量变化量的大小？（内的动量变化量的大小？（g=10m/s2）v0300答案答案(d n)：2.5 kg m/s 7.5 kg m/s思考：在运算思考：在运算(yn sun)动量变化量时应该注意什么？动量变化量时应该注意什么？第12页/共20页第十三页，共20页。第13页/共20页第十四页，共20页。三、动量守恒定律三、动量守恒定律1 1、系统内力和外力、系统内力和外力2 2、内容、内容(nirng)(nirng) 一个系统不受外力或者所受外力之和为零，一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律量守恒定律. .3 3、表达式：、表达式： 对于对于(duy)(duy)由两个物体组成的系统，动量由两个物体组成的系统，动量守恒定律的表达式为守恒定律的表达式为 m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2 m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2第14页/共20页第十五页，共20页。4 4、动量守恒的条件、动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是：系统动量守恒定律成立的条件是：系统(xtng)(xtng)不受外力或者所不受外力或者所受外力之和为零受外力之和为零. .在具体应用中分如下几种情况：在具体应用中分如下几种情况：系统系统(xtng)(xtng)不受外力；不受外力；系统系统(xtng)(xtng)受外力，但外力的矢量和为零；受外力，但外力的矢量和为零；系统系统(xtng)(xtng)所受外力之和不为零，但系统所受外力之和不为零，但系统(xtng)(xtng)内内物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统不计，因而系统(xtng)(xtng)动量近似守恒；动量近似守恒；系统系统(xtng)(xtng)总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统(xtng)(xtng)在这一方向上动量守恒在这一方向上动量守恒. .第15页/共20页第十六页，共20页。例例3、关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是、关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是A只只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒B只要系统内某个物体做加速运动只要系统内某个物体做加速运动(ji s yn dn)，动，动量就不守恒量就不守恒C只要系统所受合外力恒定，动量守恒只要系统所受合外力恒定，动量守恒D只要系统所受外力的合力为零，动量守恒只要系统所受外力的合力为零，动量守恒第16页/共20页第十七页，共20页。例例4、如图，木块和弹簧相连放在光滑的水平面上，、如图，木块和弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹子弹A沿水平方向射入木块后留在木块沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间内，入射时间极短，之后木块将弹簧压缩，关于子弹和木块组成的极短，之后木块将弹簧压缩，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是（系统，下列说法中正确的是（ ）A从子弹开始从子弹开始(kish)射入到弹簧压缩到最短的过程射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒中，系统动量守恒B子弹射入木块的过程中，系统动量守恒子弹射入木块的过程中，系统动量守恒C木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒D上述任何一个过程动量均不守恒上述任何一个过程动量均不守恒第17页/共20页第十八页，共20页。例例5、在列车编组站里，一辆、在列车编组站里，一辆m1=1.8104kg的货车在的货车在平直轨道上以平直轨道上以V1=2m/s的速度运动，碰上一辆的速度运动，碰上一辆m2=2.2104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起的静止的货车，它们碰撞后结合在一起(yq)继续运动，求货车碰撞后运动的速度。继续运动，求货车碰撞后运动的速度。第18页/共20页第十九页，共20页。第19页/共20页第二十页，共20页。