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示范課教案：動(dòng)量守恒定律
§8—3 動(dòng)量守恒定律 一、正確理解內(nèi)力和外力 (1)內(nèi)力和外力是相對(duì)于系統(tǒng)而劃分的力，系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力為內(nèi)力，系統(tǒng)之外的物體對(duì)系統(tǒng)中的物體的作用，即外部物體對(duì)系統(tǒng)的力叫做外力．內(nèi)力和外力的劃分既不反映力的性質(zhì)，也不反映力的效果，僅是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)、外而言的力． (2)內(nèi)力與外力改變動(dòng)量的作用不同，內(nèi)力只能改變 系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體的動(dòng)量，但不能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量；外力可以改變系統(tǒng)的總動(dòng)量． 二、動(dòng)量守恒定律的理解 l．會(huì)從動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律 (1)推導(dǎo)過程：見教科書． (2)說明：動(dòng)量守恒定律是一條獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)定律，比牛頓定律發(fā)現(xiàn)得早，并不是牛頓由定律得出的． 2．動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容 一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變． (1)系統(tǒng)：由相互作用的物體所組成的整體叫做系統(tǒng)．這是動(dòng)量守恒定律研究的對(duì)象． (2)外力：系統(tǒng)以外的其他物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力稱外力或系統(tǒng)外力．內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用的力叫內(nèi)力或系統(tǒng)內(nèi)力．只有先確定了系統(tǒng)的范圍，才能判定某個(gè)力是外力還是內(nèi)力． (3)動(dòng)量守恒定律的適用條件是：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零．其中“不受外力”是理想情況，‘‘所受外力之和為零”是實(shí)際情況．這里所說的“外力之和”與“合外力”不是一個(gè)概念．“合外力”是指作用在某個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn))上的外力的矢量和，而“外力之和”是指把作用在系統(tǒng)上的所有外力平移到某點(diǎn)后算出的矢量和． (4)“系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變”，是指在系統(tǒng)內(nèi)的物體發(fā)生相互作用過程中的任意兩個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)的總動(dòng)量(各物體動(dòng)量的矢量和)都是相等的(大小相等，方向相同).內(nèi)力的沖量只改變系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)量而不能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量．決定系統(tǒng)總能量是否改變的因素是系統(tǒng)外力．一旦系統(tǒng)所受外力之和不為零，系統(tǒng)的總動(dòng)量必將發(fā)生變化． 3．動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式 (1)p=p， 意義：系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p’(從守恒的角度列式)． (2) p =p’-p=0．意義：系統(tǒng)總動(dòng)量變化等于零(從變化角度列式)． (3)對(duì)相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)：①p1+P2=p’1+p’2或者m1v1 +m2v2=m1v1，+m2v2 意義：兩個(gè)物體作用前的動(dòng)量的矢量和等于作用后的動(dòng)量的矢量和． ②P1，-p2，=一(p’2-P2)或者p1=一p2 意義：兩物體動(dòng)量的變化大小相等，方向相反．(從轉(zhuǎn)移角度看，一物體動(dòng)量增加多少，另一物體動(dòng)量必減少多少)． 注意：①動(dòng)量守恒定律的矢量性：動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是個(gè)矢量關(guān)系式．對(duì)于我們常見作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問題，可選取一個(gè)正方向，凡與正方向相同的矢量均取正值，反之為負(fù)，這樣即可將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算． ②瞬時(shí)性：動(dòng)量守恒指系統(tǒng)在任一瞬間的動(dòng)量恒定，等號(hào)左邊是作用前系統(tǒng)內(nèi)各動(dòng)量在同一時(shí)刻的矢量和，等號(hào)右邊是作用后系統(tǒng)內(nèi)各動(dòng)量在另一同時(shí)刻的矢量和．不是同一時(shí)刻的動(dòng)量不能相加． ③參考系的同一性：表達(dá)式中的各速度(動(dòng)量)均是相對(duì)于同一慣性參考系而言的，一般均以地面為參考系．若題設(shè)條件中各速度不是同一參考系的速度，就必須經(jīng)過適當(dāng)轉(zhuǎn)換，使其成為同一參考系的速度值． ④整體性：初、末兩個(gè)狀態(tài)研究對(duì)象必須一致． 4．系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件 （1）、充分且必要條件：系統(tǒng)不外力或所受外力之和為零 （2）、近似守恒：雖然系統(tǒng)所受外力之和不為零，但系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，此時(shí)外力可以忽略不計(jì)。如：碰撞和爆炸。 （3）、某一方向上動(dòng)量守恒：雖然系統(tǒng)所受外力之和不為零，但系統(tǒng)在某一方向上的外力之和為零，則該方向上的動(dòng)量守恒。 三、動(dòng)量守恒的運(yùn)用范圍 動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的自然規(guī)律，是人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的一次飛躍．動(dòng)量守恒定律不僅適用于宏觀、低速的物體系，而且適用微觀、高速的物體系；不僅適用于萬有引力、電磁力、分子力相互作用的體系，而且適用于作用方式并不清楚的物體系，在高中階段可理解為以下幾個(gè)方面． ①與物體間的碰撞是正碰還是斜碰沒有關(guān)系． ②與相互作用內(nèi)力的形式無關(guān)，內(nèi)力可以是摩擦力，可以是電磁力，可以是彈力等等． ③與系統(tǒng)內(nèi)物體的數(shù)目沒有關(guān)系，系統(tǒng)可以是兩個(gè)物體，也可以是很多物體，如爆炸后產(chǎn)生的大量碎片． ④與相互作用后物體是分開還是粘合在一起沒有關(guān)系． ⑤與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小沒有關(guān)系，物體運(yùn)動(dòng)的速度甚至可以接近光速． ⑥不論是微觀還是宏觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律都適用． 【例1】如右圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量mA>mB，中間用一段細(xì)繩相連并有一被壓縮的彈簧，放在平板小車C上后，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)．若地面光滑，則在細(xì)繩被剪斷后，A、B從c上未滑離之前，A、B在C上向相反方向滑動(dòng)過程中( ) A．若A、B與c之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也守恒 B．若A、B與c之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒 C．若A、B與c之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但A、B、C·組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 D．以上說法均不對(duì) 〖解析〗 當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)：彈簧的彈力為內(nèi)力，而A、B與c之間的摩擦力為外力．當(dāng)‘A、B與c之間的摩擦力等大反向時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和為零．動(dòng)量守恒；當(dāng)A，8與c之間的摩擦力大小不相等時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和不為零，動(dòng)量不守恒．而對(duì)于A、B、C組成的系統(tǒng)，由于彈簧的彈力，A、B與C之間的摩擦力均為內(nèi)力，故不論A、B與c之間的摩擦力的大小是否相等，A、B、c組成的系統(tǒng)所受外力之和均為零，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．[答案]AC 【例2】光滑水平面上質(zhì)量m1= 50kg的木箱A以速度v1=5.0m/s的速度滑行，前面有另一木箱B，m2=20kg，以速度v2=4.0m/s相向滑行，若兩木箱相撞后，A的速度減小為0.2m/s，B的速度多大？ 〖解析〗：系統(tǒng)AB受合外力為零動(dòng)量守恒，水平方向原來A的速度為正，由動(dòng)量守恒列方程 教學(xué)反思：學(xué)生應(yīng)用時(shí)會(huì)不注意守恒條件，但條件是高考重點(diǎn)、難點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)守恒條件的練習(xí)。尤其是某一方向上的守恒。【示范課教案：動(dòng)量守恒定律】相關(guān)文章：
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