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16.3 动量守恒定律 导学案
2012年4月10日 编写：杨洪涛 审阅：王生云
【学习目标】
1、应用牛顿定律推导出适用于两球碰撞模型的动量守恒定律。能够理解动量守恒定律的物理过程。
2、掌握动量守恒定律的条件．
3、理解动量守恒定律（ 内容、守恒条件），会分析计算同一直线上两个物体的动量守恒问题
【学习过程】
第一课时 一、系统 内力和外力
【自学】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.(系统内有几个物体？_______________) 2、内力：______________物体相互间的作用力 3、外力：______________ 对系统内物体的作用 趣味思考：假设你的头发能够足够承受你的重力，你能否揪着自己的头发将自己提离地面？ 二、动量守恒定律
【合作探究】完成下面练习。
模型：如图所示，在水平桌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v2>v1。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。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。
推导过程：
根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是：_____________ ，_________ 根据牛顿第三定律，F1与F2大小__________ ，方向__________ ，即___________ 所以有：_______________
碰撞时两球之间力的作用时间很短，用△t表示。这样，加速度与碰撞前后速度的关系就是：
_____________ ，________________
把加速度的表达式代入 _______________ ，移项后得到：__________________ 上式的物理意义是：________________________
【讲解提高】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。 【自学指导】阅读课本13页，完成下面练习。 1.动量守恒定律:
（1）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。
（2）守恒条件：______________ 或者______________
（3）表达式： （4）说明：
矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先 ；
速度的相对性：即所用速度都是相对 _____________ 而言的。一般以__________为参考系。 同时性：动量守恒指系统在___________的动量恒定。等号左边是作用前系统内各物体动量在同一时刻的矢量和，等号右边是作用后系统内各物体动量在另一同时刻的矢量和．不是同一时刻的动量不能相加．
注意：正确认识动量守恒定律，（1）区分内力和外力 （2）在总动量一定的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化 【自我检测】
1、下列关于动量守恒的论述正确的是 （ ） A．某物体沿着斜面下滑，物体的动量守恒
B．系统在某方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上动量守恒
C．如果系统内部有相互作用的摩擦力，系统的机械能必然减少，系统的动量也不再守恒 D．系统虽然受到几个较大的外力，但合外力为零，系统的动量仍然守恒
2、把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，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．三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒
D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零
3.在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端。在连续敲打下，这辆车能持续地向右运动吗？说明理由。
4.A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5kg，速度是9m/s，B的质量是2kg，速度是6m/s，A从后面追上B，相互作用一段时间后，B的速度增大为10m/s，方向不变，这时A的速度为多大？方向如何？以上过程中除A、B两物体的相互作用外，其他的力可以忽略。
第二课时 三、动量守恒定律的理解和应用
应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
（1）分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守
恒定律条件，判断能否应用动量守恒。量和末动量的量值或表达式。
（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动
注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。
（4）确定好正方向建立动量守恒方程求解。
【例1】在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。
【例题2】一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将燃尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1，求炸裂后另一块的速度，v2。
【题后反思】
四、动量守恒定律的普适性
【自学指导】阅读课本15页动量守恒定律的普适性，完成提纲。
1. 用牛顿运动定律解决问题要_____________力。但是动量守恒定律只涉及过程的___________，与 ___________ 的细节无关。这样，问题往往能大大简化。
2.牛顿运动定律只适用于___________、____________ 运动问题，而动量守恒定律适用于 __________、_________运动。
3.动量守恒定律是一个 ______的 ______规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 【课堂检测】
1、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
2、两个相向运动的物体碰撞后都静止，这说明两物体原来的( )．
A．速度大小相等 B．质量大小相等 C．动量大小相等 D．动量相同
3、一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时( )．
A．要使小车静止不动，甲乙速率必相等
B．要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大 C．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大 D．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小
4、一人静止于完全光滑的水平冰面上．现欲离开冰面，下列可行的方祛是( )． A．向后踢腿 B．手臂向前甩 C．在冰面上滚动 D．脱下外衣水平抛出
5质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大？