1、精選優質文檔-傾情為你奉上一. 教學內容：第十六章 動量守恒定律1. 實驗：探究碰撞中的不變量2. 動量守恒定律（一）3. 動量守恒定律（二） 二. 知識要點：1. 理解碰撞過程中動量守恒的探究過程。2. 理解動量守恒定律的理論推導過程，理解動量守恒的意義，記住動量守恒定律的三種表達式，會應用動量守恒解相關問題。 三. 重難點解析：1. 碰撞中守恒量的探究實驗的基本思路我們只研究最簡單的情況?D?D兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿同一直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。與物體運動有關的物理量可能有哪些呢?在一維碰撞的情況下只有物體的質量和物體的速度。設兩個物體的質量分別

2、為m2，碰撞前的速度分別為v1、v v 。如果速度與我們設定的方向一致，取正值，否則取負值。現在的問題是，碰撞前后哪個物理量可能是不變的?質量是不變的，但質量并不描述物體的運動狀態，不是我們追尋的“不變量”。速度在碰撞前后是變化的，但一個物體的質量與它的速度的乘積是不是不變量?如果不是，那么，兩個物體各自的質量與自己的速度的乘積之和是不是不變量?也就是說，關系式v1 v2=vm2 是否成立?或者，各自的質量與自己的速度的二次方的乘積之和是不變量?也就是說，關系式vm2 =vm2 是否成立?也許，兩個物體的速度與自己質量的比值之和在碰撞前后保持不變?也就是說，關系式= 是否成立?也許碰撞可能有很

3、多情形。例如，兩個質量相同的物體相碰撞，兩個質量相差懸殊的物體相碰撞，兩個速度大小相同、方向相反的物體相碰撞，一個運動物體與一個靜止物體相碰撞兩個物體的質地不同，碰撞的情形也不一樣。例如兩個物體碰撞時可能碰后分開，也可能粘在一起不再分開我們尋找的不變量必須在各種碰撞的情況下都不改變，這樣才符合要求。需要考慮的問題實驗中首要的問題是如何保證碰撞是一維的，即如何保證兩個物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿同一直線運動。此外，還要考慮怎樣測量物體的質量、怎樣測量兩個物體在碰撞前后的速度。質量可以用天平測量，本實驗要解決的主要問題是怎樣保證物體沿同一直線運動和怎樣測量物體的速度。關于實驗數據的處

4、理，下面的表格可供參考。填表時要注意：如果小球碰撞后運動的速度與原來的方向相反，應該怎樣記錄?對于每一種碰撞的情況都要填寫一個類似的表格，舉例來說，如果每個表格中第一行第二列和第三列的求和的值都相等，那么 很可能就是我們尋找的不變量。結論：兩個物體碰撞時質量與速度的乘積保持不變。把質量與速度的乘積叫做動量，上述結論又可以敘述為，物體發生碰撞時總動量不變。2. 動量守恒定律我們用牛頓運動定律分析兩個小球的碰撞。可以看到，所得結論與動量守恒定律的結論相同。如圖所示，在水平桌面上做勻速運動的兩個小球，質量分別是m1和m2，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分別是v1和v2，且v2>v1。當第二

5、個小球追上第一個小球時兩球碰撞。碰撞后的速度分別是v 。碰撞過程中第一個球所受另一個球對它的作用力是F1，第二個球所受另一個球對它的作用力是F2。根據牛頓第三定律，F1與F1=一m1m2a1= ， 把加速度的表達式代入 a1=一a2，移項后得到v1 v2=vm2 （1）它的物理意義是：兩球碰撞前的動量之和等于碰撞后的動量之和。這個結果與動量守恒定律是一致的。從上面的分析還可以看出，兩個物體碰撞過程中的每個時刻都有F1=一F2，因此上面（1）式對過程中的任意兩時刻的狀態都適用，也就是說，系統的動量在整個過程中一直保持不變。因此，我們才說這個過程中動量是守恒的。動量守恒定律的普適性既然許多問題可以

6、通過牛頓運動定律解決，為什么還要研究動量守恒定律?從上面的例子可以看到，用牛頓定律解決問題要涉及整個過程中的力。有的時候，力的形式很復雜，甚至是變化的，解起來很復雜，甚至不能求解。但是動量守恒定律只涉及過程始末兩個狀態，與過程中力的細節無關。這樣，問題往往能大大簡化。除此之外，兩者還有更深刻的差別。近代物理的研究對象已經擴展到我們直接經驗所不熟悉的高速（接近光速）、微觀（小到分子、原子的尺度）領域。實驗事實證明，在這些領域，牛頓運動定律不再適用，而動量守恒定律仍然正確。電磁場是現代物理學的重要研究對象，在下一章我們會看到，電磁場的運動，即電磁波，也具有動量，它與粒子的相互作用也遵守動量守恒定律

7、。動量守恒定律是一個獨立的實驗規律，它適用于目前為止物理學研究的一切領域。隨著學習的深入，同學們對此將有更深刻的體會。3. 正確理解動量守恒定律 動量守恒有條件：系統不受外力或合外力為零是系統動量守恒的條件。對速度大小，質量大小都沒有限制。若外力遠小于內力，且作用時間很短，可以認為系統動量守恒。若在某一方向上，系統不受外力或合外力為零，在這一方向上動量守恒。 守恒方程中速度v以地面為參考系叫參考系同一性 狀態的同時性動量是一個狀態量，只有瞬時意義。動量守恒是指系統任一時刻總動量不變。注意系統總動量不變不等于每個物體動量不變。 動量守恒方程的矢量性。動量是矢量，系統總動量也是矢量，動量守恒是指系

8、統總動量的矢量不變。列方程應按矢量的方向列方程，若選定正方向注意每個物體速度方向動量為正或為負。（4）運用動量守恒定律解題步驟： 明確研究對象，一般選相互作用的物體系統為研究對象。 分析系統受外力和系統內力情況，判斷是否動量守恒。 選定正方向，確定作用前后兩狀態系統總動量。 在同一地面參考系列動量守恒方程求解。 【典型例題例1 水平面上質量 的車以速度 的速度滑行，一人質量 的人以水平速度 迎面跳上車，當人與車不再有相對運動時，車速是多少？方向是什么方向？（設地面對車的摩擦可不計）解析：人跳上車時，人與車有相互作用，取人車作為系統，系統水平方向不受外力，水平方向動量守恒。取車的初速度

9、方向為正。人跳上車前，即將落到車上時刻為初態總動量為 人與車等速時為末態，初速度v，總動量 由動量守恒得最終車以 與原來相反方向運動。 例2 光滑水平面上質量 的木箱A以速度 的速度滑行，前面有另一木箱B， ，以速度 相向滑行，若兩木箱相撞后，A的速度減小為 ，B的速度多大？解析：系統AB受合外力為零動量守恒，水平方向原來A的速度為正，由動量守恒列方程，設B的速度為 碰后B的方向與碰前方向相反。例3 平靜的湖面上浮著一只長L6kg的船，船頭上站著一質量為kg的人，開始時，人和船均處于靜止。若船行進時阻力很小，問當人從船頭走到船尾時，船將行進多遠?解析：以人和船組成的系統為研究對象。因

10、船行進時阻力很小，船及人所受重力與水對船的浮力平衡，可以認為人在船上行走時系統動量守恒，開始時人和船都停止，系統總動量為零；當人在船上走動時，無論人的速度如何，系統的總動量都保持為零不變。取人運動方向為正方向，設人對岸的速度為v相反，由動量守恒定律有0（一 由圖中幾何關系可知sm SM 同方法一，可求得sM0.5 A、mB2mA，規定向右為正方向，B兩球的動量均為6 kg?ms，運動中兩球發生碰撞，碰撞后A球的動量增量為一4ms。則（ ）A. 左方是A、A球，碰撞后B兩球速度大小之比為1：10C. 右方是A、A球，碰撞后B兩球速度大小之比為1：107. 下圖所示，輕彈簧與木塊連接另一端固定在豎直的墻壁上，木塊B放于光滑水平面上，彈簧處原長狀態，一顆子彈A以水平速度射入木塊內（此過程時間非常短），將彈簧壓縮到最短，將子彈、木塊、彈簧作為系統，則此系統在從子彈接觸木塊開始到彈簧被壓縮至最短的過程中（ ）A. 動量守恒，機械能守恒B. 動量不守恒，機械