动量(2)

1970-01-01 08:00

(1)动量、冲量都是矢量,运算遵守矢量运算法则,和力的运算方法相同。 (2)使用动量定理时,应选择研究对象,并对物体进行受力分析.

(3)在同一直线上使用动量定理时,应选择一个正方向,联系动量和冲量的实际

方向,结合所设的正方向引入正负号,将矢量运算转化为代数运算.

(4)使用动量定理解题,灵活选择对象和过程可给解题带来方便. 3.课后追忆

下课后,要及时记录课堂效率、学生听课反应、学生听课基本情况,尤其要记录事先没有估计到的学生突发情况及应急措施,并记录改进设想.

二、动量守恒定律的复习 1.引入复习课题 教师活动

(1)引导学生回忆演示实验:水平气垫导轨上的两个滑块m1、m2发生各种类型的

互相作用(包括原来都静止;原来相向运动;原来同向运动,互相作用后分开;互相作用后不分开……).两滑块组成的系统合外力为零时,互相作用后两滑块动量的改变,大小和方向存在什么关系?

(2)为便于记忆和使用上的方便,把规律△p1=-△p2改换成动量守恒定律的表达

形式.包括文字表述和同一直线上两物体做对心碰撞时的数学表达式

m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2

(3)由学生自己通过思考总结得出动量守恒定律的使用条件、使用步骤、如何引

入正负号.之后,可在练习本上做如下例题.

已知光滑水平面上有质量为M的长板正以速度v0向右运动,某时刻,质量为m的物块

以大小与M相等的速度v0从木板右端进入长板上面向左运动,m<M,已知木块没有滑离长板且最后木块和长板相对静止,求从木块滑上长板到木块与长板相对静止的过程中,木块及长板的最小速度分别为多大?木块和长板相对水平面的位移大小之比为多少?

学生活动

在老师引导下学生通过回忆回答问题,一般学生是可以正确回答的:互相作用的两个物体,合外力为零时,互相作用后两个物体的动量变化大小相等,方向相反(这里应再次强调动量改变的方向是矢量差的方向,与动量的方向有很大区别,不要相混).用数学表达式△p1=-△p2. 在教师引导下由学生口述动量守恒定律的文字表述:系统不受外力或所受外力的合力为零,这个系统的动量就保持不变.然后让学生板书一维对心碰撞的动量守恒定律数学表达式,并提出问题由学生回答:

①动量守恒定律的使用条件:∑F外=0或外力<<内力.

②举例说明可选哪些动量守恒系统:必要时教师可提醒学生:炸弹爆炸(F外<

后分开或不分开;不接触的碰撞,如离得很近的天体.

③如何用代数方法使用动量守恒定律:设正方向,引入正负号(建议已知方向时,引入的正负号写在字母前面).

④动量守恒定律的适用范围是什么:大到宏观天体,小到微观粒子.互相作用力可能是什么力:万有引力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力、核力等.

注意:应引导学生主动思考,尽量由学生自己总结复习,由学生自己得出结论,教师尽量不代替学生总结,旨在最大限度发挥学生主体作用,增强学生参与意识.

学生做完后,教师简单分析,总结思维步骤:

建立物理图景:木块先向左做匀减速运动,速度为零后再向右做匀加速运动,则木块最小速度为零,长板一直向右做匀减速运动,用动量守恒定律可求m、M相对静止时的速度.以右为正

方向,选刚开始为相

M、m相对静止,m向左匀减速运动,长板M向右匀减速运动,则对m以左为正方向,

用位移公式

(f为M、m间的摩擦力)对长板以右为正方向,则:

教师分析总结完毕,应让学生追忆解题步骤,以便加深学生印象,提高解题能力.为开拓思维,突出重点图景,提出以下若干问题引发学生思考:

①木块木板系统总动量方向是什么方向? ②为什么木块速度可以瞬时为零,而木板不能?

③木块和木板刚相对静止时,木块的位置在木块初始位置的左边还是右边,为什么?(左边) ④本题第二问求位移大小之比能否用m、M的平均速度之比来求?

此方法可以帮助学生对正方向及正负号问题的理解,并引起足够重视.

注意:由于是复习课,本小题注意到前后知识的互相联系,旨在提高学生综合解题

能力.

思考③有一定难度,需用能量转化规律分析,教师可启发. (4)提出问题

[例1] 质量分别为mA=0.5kg、mB=0.4kg的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面

上,质量为mC=0.1kg的木块C以初速vC0=10m/s滑上A板左端,最后C木块和B板相对静止时的共同速度vCB=1.5m/s.求

(1)A板最后的速度vA.

(2)C木块刚离开A板时的速度vC.

启发学生思维,可帮助学生建立如下物理图景(图1-6-6):

在学生充分思考,列出若干个动量守恒数学表达式后,教师简单分析总结,应用动量守恒定律解题的基本思路方法:

要搞清A、B、C运动的物理图景,在此基础上灵活选择合外力为零的系统以及与解

题有关的状态,假设正方向后,用动量守恒定律列出方程.例如由学生列出的方程中,选(1)、(2)组成方程组代入数值

0.1×10=(0.5+0.4)vA+0.1vC

(1)

0.1×10=0.5vA+(0.4+0.1)=1.5

(2)

也可由方程(2)、(3)求解.

先让学生认真看题,弄清物理图景后,提出如下问题启发学生思考: ①A、B、C各做什么运动?可分段叙述. ②可选哪几个系统应用动量守恒定律? ③对每个动量守恒的系统应选哪些相关的状态? ④灵活选择系统和状态能否给解题带来方便?

学生思考后,由学生自己列出有关系统相关状态的动量守恒定律表达式,要尽量多列.一般学生可以列出若干个方程.例如:

以ABC为系统:以右为正方向: 从开始时刻到C木块刚离开A板, mCvC0=(mA+mB)vA+mCvC(1) 从开始时刻到C木块与B板相对静止,

mCvC0=mAvA+(mB+mC)vCB(2)

以BC为系统:从C木块刚离开A板到C木块与B板相对静止: mCvC=(mB+mC)vCB(3)

学生可能列出一些错误的方程,例如针对动量不守恒的系统列方程.(∑F外≠0的系统) 比如以C、A为系统时合外力不为零;或者选择的过程初状态的系统和末状态的系统

不一致,比如学生可能列出错误方程:mCvC=(mB+mC)vCB,应即时引导修正.

学生列方程出现的错误可由其他学生分析原因给以纠正,然后由学生代入数值求解,并追忆整个解题过程,形成记忆.

[例2] 甲乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的质量共为

M甲=30kg,乙和他的冰车的质量也是30kg,游戏时甲推一个质量m=15kg的箱子,以大小为v0=2.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为避免相撞,甲将箱子推给乙,求:(1)甲至少以多大速度(相对地面)将箱子推出,才能避免相撞?(2)甲在推出时对箱子做了多少功?

学生思考,分析判断以后,教师总结分析如下:

(1)两孩及木箱组成的系统总动量为30kg·m/s,方向向右,并且总动量守恒(推

接木箱的力可看成内力).

(2)用此法可以避免两孩相撞,甲孩推出木箱乙孩接住木箱后,都停下来不可能,

都向左运动也不可能.可用系统动量守恒予以推翻.


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