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1、動量守恒定律
通過演示實驗及推導(dǎo)，使學(xué)生掌握動量守恒的條件及適用范圍．
課時安排：1課時
教學(xué)用具：演示動量守恒的小車、彈簧和長玻璃板、砝碼等（或驗證動量守恒定律的氣墊導(dǎo)軌和滑塊、充氣機等）．
師生互動活動設(shè)計：
1、教師做好演示實驗，從理論上推導(dǎo)動量守恒定律．
2、學(xué)生觀察、分析演示實驗．
教學(xué)過程：
一、引入新課
問題提出：兩個相互作用的物體，在沒有外力作用下，它們的動量變化服從什么規(guī)律？
演示實驗：如圖所示，在光滑水平面MN上放兩等質(zhì)量的小車A、B，小車間夾一個彈簧，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，并用線拴住小車．用火柴燒斷線，由于彈簧的彈力，兩車分離，并沿著相反方向運動，同時
2、撞到等距離的擋板C、D上，這說明它們碰撞后總動量即動量的矢量和為零，也就是說，它們碰撞前后動量守恒．
二、理論推導(dǎo)
如果使兩小車的質(zhì)量之比，重復(fù)上面的實驗，可以近似地得到關(guān)系，這說明它們碰撞前后動量守恒．
理論推導(dǎo)：
設(shè)在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別是和，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分別是和，且兩個小球的總動量為：
經(jīng)過一段時間后，兩個發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是和，碰撞后的總動量為：
設(shè)碰撞過程中第一個球和第二個球所受的平均作用力分別是和，力的作用時間是t．根據(jù)動量定理，第一個球受到的沖量是：
，
第二個球受到的沖量是：
．
根據(jù)牛頓第三定
3、律，和大小相等，方向相反．所以：
由此得
或者
上式表明碰撞前后的總動量相等．
教師提出問題讓學(xué)生們思考：動量守恒的條件是什么呢？
介紹基本概念：系統(tǒng)、內(nèi)力、外力后得出動量守恒的條件．
一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變．
（一）寫出動量守恒定律數(shù)學(xué)表達式的幾種形式：
1、
2、
強調(diào)動量守恒定律的表達式是矢量式，速度v必須對同一參考系，通常取地面為參考系．
舉例說明動量守恒定律的適用條件，即“一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變．”這是所說的“外力之和”與“合外力”不是一個概念．“合外力”是指作用在某個物體（
4、質(zhì)點）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后算出矢量和．
（二）推廣動量守恒的適用條件：
1、系統(tǒng)外力之和不為零，但系統(tǒng)相互作用力遠大于外力，但相互作用時間極短，也
可認為動量守恒，如碰撞、爆炸等．
2、系統(tǒng)外力之和不為零，但某一方向外力之和為零，系統(tǒng)在該方向動量守恒．
（三）說明動量守恒定律的適用范圍
3、既適用正碰，也適用于斜碰，不僅適用于碰撞，也適用于各種相互作用．
4、不僅適用于兩個物體組成的系統(tǒng)，也適用于多個物體組成的系統(tǒng)．
5、不僅適用于低速宏觀物體，也適用于高速微觀系統(tǒng)．
三、思考與討論：
在圖中所示的裝置中，木塊B與水平桌面
5、間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后，留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短．現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧（質(zhì)量不可以忽略）合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），此系統(tǒng)從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中，動量是否守恒？說明理由．
分兩個過程討論：將子彈、木塊和彈簧（質(zhì)量不可忽略）合在一起作為一個研究對象（系統(tǒng)），子彈射入木塊時間極短，彈簧未壓縮，系統(tǒng)動量守恒，設(shè)子彈質(zhì)量為m，初速為，木塊質(zhì)量為M，射入后子彈和木塊立刻有相同的末速度v．對系統(tǒng)進行受力分析，得出系統(tǒng)在這一極短時間在水平方向不受外力，豎直方向外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒．
有
子彈和木塊以共同速度v推動彈簧向左運動，彈簧發(fā)生形
6、變，此過程系統(tǒng)水平方向受到墻壁向右的作用力，系統(tǒng)動量不守恒．
五、例題講解
【例】平板小車C放在光滑的水平地面上，車上表面粗糙，車上有A、B兩個木塊，
中間有一輕細彈簧，彈簧壓縮，，突然釋放彈簧，則（CD）
A．若A、B與平板車上表面的動摩擦因數(shù)相同，A、B、C系統(tǒng)動量守恒．
B．若A、B與平板車上表面的動摩擦因數(shù)不相同，A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒．
C．若A、B所受摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒．
D．若A、B所受摩擦力大小不相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動量仍守恒．引導(dǎo)學(xué)生分析系統(tǒng)的受力情況，區(qū)別內(nèi)力與外力，從而選擇正確答案．
六、總結(jié)、擴展
1、動量定理適用于單個物體，動量守恒定律適用于系統(tǒng)．
2、動量守恒定律的同一性和瞬時性．
同一性：速度v必須對同一參考系，通常取地面為參考系．
瞬時性：是系統(tǒng)相互作用初始時刻的總動量．
是系統(tǒng)相互作用末了時刻的總動量．
3、判斷動量守恒，必須明確研究對象—系統(tǒng)，從而確定哪些力是內(nèi)力，哪些力是外力．
七、板書設(shè)計
動量守恒定律
一、基本概念
l、系統(tǒng)：
2、內(nèi)力：
3、外力：
二、動量守恒定律
1、內(nèi)容
2、表達式
3、適用條件
4、適用范圍
江蘇省蘇州市藍纓學(xué)校高一物理《動量守恒》教案
