16.3 动量守恒定律.docx

§16.3动量守恒定律师：上课，同学们好，请坐。我们先来做一个有趣的实验。有没 有同学想来参与一下？嗯，王浩同学。大家看，这是两个由相同长度 的悬线悬挂的两个同等质量的小球，下面我们拿起其中的一个小球， 摆到适当的高度，由静止释放，使它在最低点与另一个小球发生正碰， 大家注意观察两个小球在碰撞之后的摆动情况。好，为了体现实验的 可重复操作性，我们改变小球由静止释放的高度，多次实验。嗯，有 没有同学能说一下你所观察到的实验现象呢？嗯，李伟同学非常积极, 你来说。嗯，他发现，被碰撞的小球几乎能达到和之前小球的同等高 度，主动碰撞的小球碰撞完后立即静止。非常好，请坐。其他同学还 有补充吗？嗯，没有了。我们知道真实的实验中是存在空气阻力的， 而假设不存在空气阻力，被碰撞的小球实际上是可以达到和之前小球 的同等高度的。那它能达到这个高度，说明和主动碰撞的小球发生了 一个一一对，速度的交换。那根据我们上节课所学的动量等于质量乘 以速度，说明两者不仅交换了速度，也交换了什么？对，动量。那如 果我把他们两个看作是一个整体，这个整体的总动量有什么关系呢？ 对，保持不变。那这就是我们这节课我们所要学习的动量守恒定律。（板书：§16.3动量守恒定律）在刚才的实验过程中，我们也不难发现，碰撞的研究对象通常不 仅仅是一个物体，而是两个或者是多个物体，我们说这几个物体组成 了一个力学系统。（板书：一、系统）那前面我们在研究力学问题的 时候同样也涉及到了系统的问题。比如说重力势能是一一对，物体和 地球组成的系统；弹簧所具有的弹性势能是一一嗯，构成它的许许多 多小的物质单元组成的系统。那我们以刚才的两个小球为例，我们把 这两个物体看成是一个系统，他们两个之间发生碰撞时，他们之间是 不是也会有一定的相互作用力啊？对，那它们之间的力叫做内力。（板 书：内力），那除此之外，两个物体还会受到一一重力以及悬线的拉 力。如果放到桌面上还可能会受到支持力或者是摩擦力的作用。那这 些力有什么共同点呢？对，它们都是系统以外的物体施加的。那这样r 力、Ar t-tt I /r z r / ll r > u .、在刚才的实验中，我们还得到结论两个物体在碰撞前后得总动 量是不变的。（画图）我们假设在水平桌面上做匀速运动的两个小球， 质量分别是ml和m2,沿着同一条直线向相同的方向运动，速度分 别是v1和v2,而且外>外,当第二个小球追上第一个小球时，两个 球发生碰撞。碰撞后速度分别是可和堤。碰撞过程中，第一个球所受 的第二个球对它的作用力是F1,第二个球所受第一个球对它的作用 力是F2o现在大家进一步思考并讨论一下，我们能不能从牛顿定律 的角度来分析小球碰撞前后动量的关系呢？嗯，二组同学非常积极, 请二组派代表来说一下你们的讨论结果吧。嗯，他们根据牛顿第二定 律，碰撞过程中两个小球的加速度分别是（ai=&； a2=）o根 m2据牛顿第三定律，K = -F2,因此（vnxar= -m2a2）,碰撞时两球 之间力的作用时间很短，用At来表示，那=匕鲁，。2=宅子，把 AtAt加速度的公式带入nh%.血2a2，移向后能得到mi% + m1v1= mi% +帆2区。因此，两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和。非常好，请坐。其他组同学得到的结论和他们一致吗？嗯，一致。这 个结论是不是和我们前面实验中所推理的也是一一嗯，一致的。也就 是说，系统的动量在整个过程中一直保持不变，因此我们说这个过程 中动量是守恒的。那历史上，几代物理学家通过实验上和理论上的分析，最后形成 了这样的共识：如果一个系统不受外力，或和所受外力的矢量和为0, 这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。（板书：二、动 量守恒定律）我的讲课部分到此结束，希望各位老师批评指正，谢谢大家。