高考物理一轮复习讲义：动量守恒定律.docx

高三复习课动量守恒定律教学设计复习思路：在复习完机械能这一章之后进入动量守恒定律的复习，为了培养学生从不同角度分析问题的能力，从上一章刚刚讲过的木板-滑块模型入手，依次复习系统和内外力等基本概念、系统动量守恒的条件、数学表达式，并引导学生思考和比较动量守恒定律和机械能守恒定律的区别，以上内容通过一个例子完成。在习题的选择上，先让学生能够判断动量是否守恒，并在判断的过程中通过改变条件加深学生对守恒条件的理解。接着在分析含弹簧的动量-能量问题之后，安排一个题让学生自己尝试完成计算，用以加深理解并检测教学目标是否达成。最后，在例题基础上稍做修改加深难度，留给学生课后思考，为下节课碰撞问题和多过程问题做好铺垫，形成“判断-分析-应用-深入”的思维梯度。一 核心素养1在动量领域建构守恒的物理观念，理解动量守恒定律的确切含义，知道其适用范围，并能熟练判断具体情境中动量是否守恒；2培养学生选取研究对象和分析研究过程的思维方法，掌握动量守恒定律解题的一般步骤，培养科学思维；3培养学生运用动量守恒定律分析一维运动有关问题，并结合能量处理问题的能力。二教学重点动量守恒的判断和涉及能量的动量守恒问题。三教学难点过程分析和运用动量守恒定律处理有关物理问题。四教学方法问题引导、教师启发，学生讨论、交流。五教学过程复习导入动量守恒定律的内容：“如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。”1基本概念系统：两个或多个相互作用的物体称为系统。内力：系统内各物体间的相互作用力称为内力。外力：系统以外物体施加于系统内物体的作用力。以具体例子说明系统、内力和外力：【温故知新1】如图，质量为M且足够长的小车静止于光滑水平地面，质量为m的滑块以初速度v0滑上小车，小车上表面粗糙且足够长。 以滑块和小车作为研究对象，则滑块和小车为系统；对系统内各个物体进行受力分析，则N1和N1'、f和f''是系统内各个物体间的相互作用，属于内力；mg、Mg和N2的施力物体是系统外的物体，属于外力。由于mg+Mg=N2 ，外力矢量和为零，则(mg+Mg)t=N2t，外力冲量的矢量和也为零。根据动量定理，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，合外力的矢量和为零，则动量不发生改变。2动量守恒定律成立的条件（1）系统不受外力（理想情况）；（2）系统所受外力矢量和为零；（3）系统所受内力远大于外力（近似处理），例如碰撞、爆炸和反冲；补充说明：某些情况不满足以上三条，系统动量不守恒，但在某一方向上满足守恒条件，仍可用动量守恒定律处理（分量式）。【学以致用1】如图，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，小车足够长。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后。若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量是否守恒？若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B和C组成的系统动量是否守恒？若A、B与平板车上表面间的滑动摩擦力相同，A、B组成的系统动量是否守恒？若A、B与平板车上表面间的滑动摩擦力相同，A、B和C组成的系统动量是否守恒？注意：判断动量是否守恒要特别注意系统的选取，同一过程中选取的系统不同结果可能不同。3动量守恒定律的数学表达式继续以【温故知新1】为例分析，由于小车足够长，滑块m会一直减速，小车M会一直加速，直到二者达到相同的速度v共，根据动量定理分别对滑块m和小车M进行分析，有：, ,可以推导出：相互作用前系统的动量等于相互作用后系统的动量，即p=p ' ；相互作用过程中系统的总动量保持不变，即p=0；同时，因为f t=mv共- mv0=p1 ，f 't=Mv共=p2 ，得p1=-p2。动量守恒定律的数学表达式：（1）p=p ' ，系统的初动量等于系统的末动量；（2）p=0，系统总动量增量为0；（3）p1=-p2，两物体组成的系统，各自动量的增量大小相等、方向相反；4动量守恒定律理解要点（1）系统性：动量守恒定律反映的是两个或两个以上物体组成的系统，在相互作用过程中动量的变化规律，研究对象是一个系统不是单个物体；（2）矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式，在进行计算时要先选定正方向；（3）相对性：系统中各物体在相互作用前后和相互作用的过程中的动量，必须相对于同一参考系，通常以地面作为参考系，则速度为对地速度；（4）同时性：在使用时p=p '时，等号前的各项必须是同一时刻的动量，等号后的各项必须是同一时刻的动量；（5）普适性：只要满足动量守恒的条件，不论系统内部相互作用的各物体之间受力性质如何、是否接触，相互作用之后是一个整体或是碎片，动量守恒定律均适用；动量守恒定律适用于宏观、低速物体，也适用于微观、高速物体。5动量守恒定律和机械能守恒定律守恒条件的比较继续以【温故知新1】为例分析，由于机械能守恒的条件是“只有重力和系统内弹力做功”，而该情境中，系统内的摩擦力在做功，系统机械能不守恒，减少的机械能等于相对滑动时产生的内能。系统减少的机械能为：比较：（1）机械能守恒定律：只有重力或系统内弹力做功；（2）动量守恒定律：不受外力或外力矢量和为零。注意：由于守恒条件不同，二者没有必然联系。6 动量守恒定律的应用【温故知新2】如图，光滑水平面上有质量分别为m和2m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧且开始时处于静止，A以速度v0水平向右运动，当弹簧被压缩到最短时，求：（1）A和B的速度vA 、vB；（2）弹簧的弹性势能Ep；（3）当弹簧再次恢复原长时， A和B的速度vA' 、vB' ；解：（1）由于A、B和弹簧组成的系统动量守恒，以v0的方向作为正方向，有：则：（2）由机械能守恒可得：（3）从压缩弹簧到恢复原长的整个过程中，系统动量守恒，系统机械能守恒，则：,则：,【拓展】使用几何画板作出v-t图像【学以致用2】质量M4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根水平轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离L0.5 m，这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数0.2，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.木块A以速度v010 m/s由滑板B左端开始沿滑板B上表面向右运动.已知木块A的质量m1 kg，g取10 m/s2.求：（1）弹簧被压缩到最短时木块A的速度大小；（2）木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能；解:（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与滑板B具有相同的速度，设为v，从木块A开始沿滑板B上表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，整体动量守恒，以向右为正方向，则：mv0(Mm)v得:vv02 m/s（2）在木块A压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由能量关系知，最大弹性势能为:Epmmv02(mM)v2mgL39 J7 课堂小结应用动量守恒定律解题的一般步骤：（1） 分析题意，明确研究对象，明确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量和末动量的值或表达式；（2）对系统内物体进行受力分析，弄清楚哪些是系统内部物体之间的相互作用力，即内力；哪些是系统外的物体对系统或系统内的物体的作用力，即外力；（3）在受力分析的基础上，根据动量守恒的条件，判断能否用动量守恒定律解题；（4）规定正方向，对于方向未知的先假设其方向为正；（5）建立动量守恒方程，代入已知量，解出待求量。六 课后作业思考：在【温故知新2】中，若A碰触弹簧后被锁住，不能再被弹簧弹开， A和B后续的运动情况如何？【拓展】使用几何画板作出v-t图像七板书设计动量守恒定律及应用（一）1.内容2.守恒条件（1）不受外力（2）外力矢量和为0（3）内力远大于外力3. 表达式（1）p=p ' （2）p=0（3）p1=-p24.要点系统性，矢量性，同时性，相对性，普适性学科网（北京）股份有限公司