2022年高中物理“动量动量守恒定律”教学分析研究 .docx

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1、精品_精品资料_专题讲座高中物理“动量 动量守恒定律”教案争论杨慧 哈尔滨师范高校附属中学,中学高级）第一部分、 学问结构与内容分析“动量 动量守恒定律”这一教案主题中,争论了两个概念 动量和冲量,两个规律 动量守恒定律和动量定理,两个应用 动量守恒定律的应用：碰撞和反冲.旧教材中是用演绎法由动量、冲量、动量定理得出动量守恒定律,而新教材就是在探究“不变量”的试验基础上,同时得出动量的概念和动量守恒的规律.在新教材的学问表达体系中始终渗透着探究“守恒量”和运用“守恒规律”处理问题的意识.从物理学争论问题的体系来看,动量是物理学的一个基本概念,它是在量度物体的运动的争论与试验中引入与形成的.以下

2、从三个角度对“动量动量守恒定律”这一教案主题的内容进行分析：角度之一 从概念认知体系来看：“动量”是描述物体运动状态的物理量的顶峰.同学在学习过程中,描述运动从“速度”到“动能”,已经经受了单纯由外在因素描述运动 状态到要结合物体自身属性因素描述运动状态的飞跃,即将质量与速度组合为动能,作为 描述运动状态的物理量,但动能对运动状态的方向性的描述反倒失去了效力.正由于如此,我们可以认为：“动量”这个概念成为描述物体运动状态的物理量的顶峰.它不同于速度,由于它将物体自身的属性量量度物体惯性大小的因素养量组合在其中.它又不同于动能,由于它突出了对运动状态的方向性的描述.可编辑资料 - - - 欢迎下

3、载精品_精品资料_角度之二 从规律认知体系来看：力学核心问题,即为“力和运动的关系”,物理学中从瞬时、空间积存、时间积存等三个角度进行阐释：但是,为什么要引入动量和动能的概念？它们之间到底有何区分？这是高中物理教案的一个难点.假如物理教案仅仅是孤立的给同学讲一些支离破裂的物理学问,而不能给他们构建一个完整的、自洽的物理学问体系,就不能使同学在学习物理概念和规律的同时, 做到能知其然,仍能知其所以然.在此我们可以借助物理学史来突破这一教案难点,追溯物理学史,动量、动能的概念、动量定理与动能定理的建立经受了一个漫长而曲折的争辩过程.在 17 18 世纪,由于“力”的概念仍不能完全确定,对力的各种效

4、应及与之相应的各个物理量的意义和使用范畴也是不清晰的,当时,人们常把力同现在所说的力矩、动 量、功、动能等物理量相混淆,习惯于把外加的力称为“运动的力”,把物理的惯性称为“物体固有的力”、“阻抗的力”,甚至把“物体的加速度”称为“加速力”,并显现过把“运动的力”与碰撞、向心力相提并论.这种概念上的纷乱状况,普遍存在于伽俐略、牛立刻期的力学著作中.同时,17 世纪当然是力学蓬勃进展时期,力学运动规律相继揭示和总结出来,而对其它运动形式仍说不上有什么规律性的学问,“运动”在人们的心目中只是明白为力学运动或机械运动,即在力的作用下物体的空间位置随时间而变化.为了从量的方面去争论和把握力学运动规律,科

5、学家们都期望能找到一个恰当的量来表征物体的运动量,这就是运动的量度问题.这就显现了由莱布尼茨挑起的一场在科学史上特别闻名的学术争辩,即关于运动的量度的争辩,一派主见以mv 2 作为运动的量度,另一派主见以mv作为运动的量度,两派的争辩和相持长达半个多世纪.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_最初是笛卡尔沿袭了伽俐略的观点,在争论碰撞过程中,认为碰撞是最基本的运动, 并从运动量守恒的基本思想动身,提出应当把物体的质量和速度的乘积作为“力”或物体 “运动多少”量度. 1687 年,牛顿在他的自然哲学的数学原理中明确提出了动量的定义,并且通过他所总结的运动定律,提出在物体的相互作用中,动

6、量这个物理量反映着物 体运动变化的客观成效.惠更斯又指明白动量的方向问题.这样,把动量作为运动的量度,一度得到了科学界的普遍承认.2而莱布尼茨对此观点进行了批判,莱布尼茨认为,运动的量度应用mv.他论证的要点是：当质量为 m的物体从高为h 处降落下来时,它就获得了“运动的力”.假如它的运动方向反过来时,它就能重新上升到h 处.这个同样的力将能把质量为的物体送到高为nh 处.这两个物体降落下来时,获得“运动的力”必定相等,但是依据伽俐略的落体定律,假如第一个物体下落h 速度为 v 时,其次个物体下落h 的速度为v,即两物体下落时获得的运动量不相等.而按mv 2 来量度,就上述两物体落下时有相等的

7、运动量.莱布尼2茨由此得出结论：笛卡尔提出的运动量度是同落体定律相冲突的,所以mv不相宜充当运动的量度 ,mv才是运动的真正的量度,并称其为“活力”.莱布尼茨也看到,在有些情形2下,如非完全弹性碰撞中“活力”会削减,但他认为,实际上“活力”并没有削减,而只 是被物体内部的微小粒子所吸取了,微粒的活力增加了.这个思想是深刻的,惋惜他没有 进一步的说明.布莱尼茨的发觉是有重大意义的.第一,他提出了两种运动量度的冲突, 打破了把 mv看作是运动的惟一量度的传统观念,促进了运动的量度的问题的争论.其次, 他所推崇的新的物理量mv/2 ,其实已超出了对机械运动关于进行争论的范畴.这场争辩最终在达朗贝尔的

8、“判决”两个量度都有效中终止,他模糊的指出了动量定理动量的变化和力的作用时间有关.动能定理活力的变化与物体的运动的距离有关.19 世纪中叶以后,自然科学家们仍旧没有从运动量度的这场场争辩的纷乱中摆脱出来.恩格斯指出,在不发生气械运动“消逝”而产生其他形式的运动情形下简洁机械在平稳条件下的运动传递,如完全弹性碰撞的运动传递等）,运动的传递和变化都可以用动量mv去度量.就是说,“ mv表现为简洁移动的,从而是连续的机械运动的量度”.但当发生2了机械运动“消逝”而其他形式的运动产生,即机械能和其他形式的能包括势能、内能、电磁能、化学能）相互转化的过程中,运动的传递和变化都是以mv/2 去度量.在这里

9、, mv2 /2 表现为已经消逝了的机械运动的量度.这样,恩格斯便得出了结论：机械运动的确有两种量度方法,每一种量度适用于某个界限特别明确的范畴之内的一系列现象.一句话,2动量 mv）是以机械运动来量度的机械运动.动能mv/2 ）是机械运动转化为定量的其他形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式的运动的才能来量度机械运动.至此为止,经受三百来年的争辩和探究,形成了力学的概念及规律的框架体系.而在这个教案主题中,动量定理,是要解决力在时间累积作用过程中使物体速度发生变化的问题.动量守恒定律,表达的是在物体与物体的相互作用过程中发生气械运动量的传递问题的规律.动量和动量守恒定律都属于反

10、映物体相互作用过程的规律,用它们解决问题不必过问相互作用情形和物体运动过程的细节,只与过程始末的状态变化有关,因此常用于处理作用时间极短的冲击、碰撞、爆炸等复杂的相互作用过程问题,而且比应用牛顿运动定律更为简捷,适用范畴更广泛,是分析解决力学问题的第三条途径,是物理学中极重要的规律.角度之三 从高中物理学习体系来看：动量主题有些的区放在必考模块中,使力学体系完整出现,有些的区放在选考模块中,是基于动量守恒定律作为自然界的基本守恒定 律之一,是争论微观粒子所必需的学问的考虑支配的,详细来说,要学习原子结构和原子 核的内容,动量的学问是不行缺少的.选考教材中在让同学学会用动量守恒定律来解决宏 观物

11、体的相互作用问题的同时,更重要的是要求以新的观点来熟悉动量守恒定律,为进一 步熟悉微观粒子的相互作用问题做好铺垫.作为必考模块的高考卷中,可能考查动量守恒定律与机械能守恒定律、能量守恒定律、圆周运动规律等相关学问原理的综合应用.作为选考模块的高考卷中,仍是考查动量守恒与机械能守恒的综合应用或核反应中相关的动量守恒问题的可能性较大.往往动量守恒定律的应用将会作为综合题中的一环将多个过程联系起来,如动量守恒定律把握不好, 将使得整个题目脱节,题目无法顺当求解.其次部分、 该主题的教案策略一、关于教材的学问规律体系的处理同一主题的内容在不同的理念指导下绽开,就会显现完全不同的表达体系.旧教材是用演绎

12、法由动量、冲量、动量定理得出动量守恒定律,其优点是学问体系严密,因果关系明确,特别是对动量守恒定律的条件性表达明确,有学问铺垫,利于同学懂得和应用.不足是对于动量和冲量这两个“组合量”引入的必要性表达,显得较为突兀,使得同学在学习的过程中由于概念认知台阶较高,造成学习难度陡然增大.而新教材就是在碰撞中探究“不变量”的试验基础上,得出不变量“动量”,给出动量守恒定律.这种表达以表达在多变的世界里找出不变性,即探究“守恒量”的执着追求为线索,引入动量的概念,总结动量守恒的规律,对于将“ m”和“ v”组合成为“动量”,供应的认知背景较好,更加符可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_合同学

13、的认知规律,降低了熟悉难度.不足之处是,动量守恒定律的条件性却是直接给出的,这一点,相对高中同学较强的规律思维才能和理性摸索才能来说,有些生硬,也会影响同学最初对于守恒条件的判定和应用上.可见,两种表达体系各有千秋,但从探究才能的培育、认知形成的规律来看,新教材的处理确有其合理的优势.二、关于动量的概念教案与动量守恒定律的规律教案一）动量的概念教案动量是本章最重要的概念.概念教案的两个重点：一是该概念引入的必要性,二是该概念所描述的物理意义.特别在新教材中动量的概念与动量守恒的规律几乎同时显现的情形下,概念的突破,几乎也是规律的突破.在动量的概念教案中,我们建议“四个做好, 一个加入”,详细如

14、下：1. 做好引入试验激发爱好,胜利导入探究学习碰撞作为探究不变量的情形载体,老师一方面要创设生产、生活、科技、天文等方面的碰撞实例,产生强大的视觉震动力,一方面要下功夫创设有利于猜想不变量的演示实 验,如自制碰球演示仪：用台球作为碰球,增强可视性,表达以下三个作用演示碰撞的多样性、二是发觉有规律可循即引出不变性的探究课题、为同学关于不变量的猜想供应感性依据 .2. 做好试验方案的设计探究引导同学设计试验的思维走向由简洁到复杂的争论理念：只争论一维碰撞.突出设计试验中的重点：如何保证一维碰撞.如何实现碰撞前后的测量总结设计试验中的思想方法：微小位移测瞬时速度、替代思想等3. 做好演示试验或同学

15、分组试验在几种参考方案中,使用气垫导轨和光电门装置,可以很好的保证一维碰撞、可进行多样性碰撞情形探究、测量速度的误差小,有利于在试验结论中寻求不变量,是首选方 案.建议老师在该装置试验条件具备的情形下,做出以下几种情形：1）弹性碰撞情形,质量不等,同向碰撞,碰后同向运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2）弹性碰撞情形,质量不等,等速反向对撞3）完全非弹性碰撞,质量不等,碰后粘合共速4）完全非弹性碰撞,质量相等,碰后粘合静止4. 做好对试验结论分析的引导,加入物理学史教案要细心设计数据记录表格,实际运算,表达冲突,再现历史过程中的主要探究观点,22寻求不变量.如 3 中的四种情形

16、,在1）2）的结论探究中,同学可能在不变量是“mv” 仍是“ mv”中摸索,且“ mv”之和为不变量占了优势,老师适时提出这就是历史上主见量度运动量的一种观点,代表人物是莱布尼兹.而到3） 4）的探究结论分析中,这个观点又快速被否定,但“ mv”之和也并非不变量,引导同学发觉是在2）4）中显现了问题, 而2） 4）中的共性是反向碰撞,同学可能会留意到矢量性的问题,如考虑将运动的方向2参加到加和运算中,四种情形中的碰撞前后的不变量均是“mv”之矢量和.老师适时介绍物理学史：历史上从伽利略、笛卡尔的用“mv”量度运动观点的坚持始终到惠更斯对动量方向的突破,仍有与莱布尼兹的用“mv”的量度运动的观点

17、之间,历经的半个多世纪的论争,所建立了两个体系动量体系和能量体系.动量是一个抽象的概念,始终是物理教案中的难点.实行这样的探究式教案过程,可以通过解决同学学习认知的前心理,即“为什么要学习这部分学问？学习它解决了什么样的问题？”等问题,使同学产生肯定的学习心理基础,懂得下一步学习的必要性,激发同学的学习动机.更重要的是,通过这样将历史简约表达的方式教案,能让同学感受到学问的形成和科学的发觉是一漫长而曲折的过程,是集体聪明的结晶,需要在广泛的合作和吸纳中升华、总结、系统化.二）动量守恒的规律教案动量守恒定律是本章最重要的规律.规律教案的重点在于：一是适用条件的懂得,二是对其正确的应用.所以将动量

18、守恒定律的教案重点定为：一是正确判定是否满意动量守恒的条件,二是如何应用动量守恒规律进行相互作用问题的求解.1. 动量守恒的条件性1）创设试验,明确系统,区分内力与外力.建议有效使用对比试验,突出系统的观点和外力的分析：光滑面上的碰撞与粗糙台面上的碰撞.静止水平木板上惯性小车的运动与光滑木板上的惯性小车运动.小车上悬线小球的摇摆,在粗糙水平面上与光滑水平面重复试验等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2）指出满意动量守恒定律所需的条件相互作用的几个物体组成的系统,假如不受外力作用,或它们受到的外力之和为0,就系统的总动量保持不变.该条件的教案熟悉分为两个层次：初次熟悉直接给出,但

19、要指出该条件是在大量的试验事实争论中总结出来的.再次熟悉在动量定理教案后,熟悉到以系统为对象, 列动量定理,内力不转变系统的总动量,外力才能转变系统的总动量,从而在更深刻的层面懂得动量守恒的条件.3）总结满意动量守恒定律的几种情形系统不受外力或所受外力的矢量和为0.系统所受外力远小于内力,如碰撞或爆炸瞬时,外力可以忽视不计.系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为0,或外力远小于内力,就该方向动量守恒 分动量守恒） .2. 动量守恒定律的不同表达形式及含义p=p . 1=- 2.m1 v1+ m2v2=0v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速

20、度的情形）3. 动量守恒定律的懂得和应用要点建议通过习题课,在明白同学情形的基础上,确定症结所在,通过实践,循序渐进.1）矢量守恒.一是系统总动量的大小和方向都不转变.二是在一维情形下,要规定正方向,化矢量运算为代数运算.附例题一：质量为1kg 的铜块静止于光滑的水平面上,一颗质量为50g 的小球以10m/s 的速率遇到铜块后,又以8m/s 的速率被反弹回,求铜块获得的速度.老师点拨：关注总动量的方向性.形成规定正方向处理问题的习惯.2）转移中守恒.即系统内每一个物体的动量都可以发生变化,甚至可以发生很大的变化.建议通过画动量守恒矢量图示教案.附例二：向左运动的乙球与静止的甲球发生碰撞,下图中

21、即用矢量图强化了碰撞过程中动量在转移中守恒的内涵. B人匀加速从船头走到船尾,船也将匀加速后退mL/M+m C人变加速从船头走到船尾,船将变加速后退L D无法判定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_利用总动量时刻守恒的思想,考虑总动量为零,得出“人快船快,人慢船慢,人停船停”、“人匀速就船匀速,人匀加速就船匀加速,人变加速就船变加速”的结论,由此得到“速度时时对应成比例,累积位移也对应成比例”的结论.4）相对性.即应用动量守恒定律时,各物体的速度在高中阶段必需是相对的球的速度.附例题四：质量为M的小车,以速度v0 在光滑的水平的面上前进,上面站有一质量为m的人,问：当人用相对于车的

22、速度v1 向后水平跳出后,车速变为多大？老师点拨：一要留意速度的相对性,二要留意速度的正确转化.5）同时性.同一时刻的总动量的运算中各速度要对应同一时刻.附例题五：质量为M的平板小车静止在光滑的水平面上,质量为m的一个人站在车的左端,当人沿车的方向以速度v0 相对于车向车的右端匀速前进时,求车的速度大小.老师点拨：此题是易错题,易错点在于人的对的速度的寻求上,老师画出人跳出后一瞬时的情形图示,指导同学使用动量守恒定律解题时的“同时性”.4. 正确熟悉动量守恒定律与牛顿运动定律的关系1）从物理学的进展史上,动量守恒定律的思想早于牛顿运动定律的发觉.动量守恒定律是一个独立的试验定律,不是牛顿运动定

23、律的导出结果.2）新教材中,以碰撞情形为例,通过牛顿其次定律和牛顿第三定律导出动量守恒定律,是为了展现自然规律的和谐统一,在经典力学领域,两个规律对问题的揭示各有侧 重,但学问间是联系的.同时也通过比较看出,争论碰撞等问题时应用动量守恒定律可以不涉及过程中复杂的受力情形,更为简捷便利.3）动量守恒的普适性与牛顿运动定律的局限性.动量守恒作为一个独立的试验定律,适用于目前为止物理学争论的一切领域,特别是微观高速领域.而牛顿运动定律只适用于宏观低速情形.附例：牛顿运动定律不适用,但动量守恒定律适用的典型案例超新星：在我们考察光的发射和吸取,会看到这样一种现象：在宇宙空间中某个的方有时会突然发出光明

24、的光,这就是超新星.可是它很快就逐步暗淡下来.光从这样一颗超新星动身到达的球需要几百万年,而相比之下超新星从发光到熄灭的时间就显得太短了.当光从超新星到达的球时,它给的球一个稍微的推动,而与此同时的球却无法给超新星一个稍微的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推动,由于它已经消逝了.假如我们想象一下的球与超新星之间的相互作用,在同一瞬时就不是等大、反向的了.这是,牛顿第三定律已经不适用了.但是,动量守恒定律仍是正确的.不过,我们必需把光也考虑进去.当超新星发射光时,星体反冲,得到动量,同时间也带走了大小相等、而方向相反的动量.等几百万年之后到达的球时,光把它的动量传给了的球.动量守

25、恒定律仍是正确的.三、关于动量守恒定律的两个应用的教案物理规律在详细问题中的应用的教案重点：创设试验情境,在试验中让同学观看现象,分析缘由,体会物理规律的详细应用.一） 碰撞情形的创设利用摆线钢球碰撞试验、自制乒乓球与台球碰撞试验,验证不同质量关系的物体在弹性碰撞后的定量规律.有效利用橡皮泥粘于刚性球上,验证完全非弹性碰撞的定量规律.实现理论至实践的完整熟悉.二）反冲运动的情境创设1. 试验设计的要点：系统动量守恒的条件性的保证,放大反冲运动的成效常用方法：气垫 +气球变滑动摩擦为滚动摩擦2. 试验的两个层次：短时过程的反冲模拟枪身后坐.附视频）模拟大炮发射. 附视频） 长时间的连续反冲短时过

26、程的反冲运动的方向性和连续性都较差,导致不易观看,可视性较差.这对与此,可做一些创新试验.下面是自制“反冲风火球”试验,给出相应器材,同学创设试验1. 试验器材： 如干段完全相同的粉笔大小外形完全相同的塑料球和铁球可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两个覆有薄纸的盒子相同高度的海绵和铁板2. 试验要求： 挑选相应器材,设计并操作对比性试验3. 同学可能 显现如下方案：1）两段完全相同的粉笔从不同高度无初速下落至桌面,一段碎,一段未碎2）从同一高度处无初速释放塑料球和铁球,落至薄纸面上,一漏一不漏同学运用已有学问,说明试验现象1. 提出问题： 试验中显现的现象,你可以利用学过的学问说

27、明吗？2. 同学 经过摸索争论,能够利用牛顿其次定律和运动学公式,进行分析.老师在这一过程中,要准时指正同学表述中的不精确和不完善之处.3. 老师 适时总结：说明这三个现象都要用到的学问： ,4. 功能分析： 1）、同学自己努力去解决自己发觉的问题,一方面他们乐于探究,同时也增强了同学求真求实的争论意识.2）、解决问题的过程,是感性思维与理性思维发生碰撞的过程,学习物理学问的成就感油然而生.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_老师设问,推导动量定理,得到冲量概念1. 提出问题： 这三件事看似各有缘由,能否想方法将其统一起来？2. 同学 争论,发表看法.3. 功能分析： 1）、这一问

28、题的争论将是此教案片断的高潮,刚想松口气的同学又紧急起来,充分调动同学的思维.2）、此问题起承前启后的作用,它看似是几个问题的归纳,实质却深刻的反映了力的时间累积作用对运动的影响,关于动量和冲量概念提出的必要性,也在这里得到了更好的懂得.所以,这个问题,是深刻懂得动量定理内涵的索引,如处理充分,后面的问题就可水到渠成.呼应试验,体会动量定理1. 情形一：演示试验：鸡蛋有危急吗？介绍器材：矿泉水瓶、鸡蛋、套有泡沫圈的砝码各两个,两段长度相等的刚性绳和橡皮绳、中间夹有长铁棒的铁架台两个操作： 1 、将鸡蛋放于瓶中,砝码放于鸡蛋之上2 、用悬绳系在同一高度3 、将瓶提至悬点正下方,无初速释放2. 情

29、形二：课件：跳楼抢救过程3. 情形三：课件：神舟五号安全着陆系统4. 功能分析： 1、让试验中的模型走入生活,相对比创设情形,突出动量定理的重要性.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、使同学体会物理原理与技术进展之间的紧密关系,关注生活,关注科技时事,培育同学的创新意识.5. 点评： 该设计留意设置情境,目的是运用原有的认知结构进行开拓与扩展,向新的认知结构自然过渡,实现“创设”与“顺应”的统一.同时留意将同学推向主体位置,让 同学去做、去想、去发觉,在详细分析和解决问题的实际过程中,让同学有充分的表现机 会.第三部分 同学常见问题分析与解决策略一、在解决问题时对概念与规律的方

30、向性强化意识不够这一章中所学的两个概念和两个规律都具有突出的矢量特点,熟悉这一点是特别重要的.由于忽视了方向特点,动量和冲量的概念便失去意义,两个规律也就失去了存在的基础.同学在方向问题中频繁显现错误,究其缘由有二：一是熟悉不足,二是习惯不好. 一、所谓熟悉不足, 是指对概念和规律的方向懂得没有到位,以及思维焦点简洁过于偏向大小,忽视方向的重要作用.如例一所述情形.例一：质量为m的球以速度 v 运动,碰墙后以的速度被反弹回来,球与墙作用的时间为.求：在球与墙的碰撞过程中1）小球动量的增量. 2）球对墙的平均作用力.错解： 有的同学认为那么可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又所以他

31、的结论是小球动量削减了.墙给球的作用力的大小是,与运动方向相反.分析： 这个同学显现的错误是只留意到动量和冲量的大小,没有留意到它们的方向.正确解法： 第一要设定某个方向为正方向.设小球与墙碰撞前的速度方向为正,那么碰后小球的速度为.就由动量定理得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_结论：小球动量的增量大小为,方向与小球原先的运动方向相反.小球在与墙相碰的这段时间内墙给球的平均作用力为,方向与小球原运动方向相反.这道题假如我们选定碰后小球运动的方向为正,并不影响最终的结果.解决策略： 1）老师在“动量的变化量”的新课教案中,可引领同学回忆“速度的变化量”的学习,进行学问和方法的迁移

32、.2 ）老师适时进行“矢量运算”“矢量守恒”的矢量图示的板演,用视觉的强化带领思维的强化.3 ）老师设置有针对性的例题,让同学先“掉进去”,再“走出来”.二）、所谓习惯不好 ,是指在使用动量守恒定律和动量定理时,不留意正方向的设定,往往得出错误结果.动量定理 ）说的是物体动量的变化量）跟总冲量 ）的矢量相等关系.动量守恒定律）, 说的是存在内部相互作用的物体系统在作用前后或作用过程中各物体动量的矢量和保持不变的关系.也就是说以上两式均是矢量关系.由于在中学物理中仅要求处理同始终线上的作用和运动问题.因此在处理这类问题时可以也应当）设定某方向为正方向,用正、负号来表示各矢量的方向,这样就可将以上

33、的矢量式变成代数式.这也是跟有关能量和功的处理方法不同之处.一旦方向搞错,问题不得其解,甚至得出错误结论.如例二和例三中所述情形.例二：质量为1kg 的小球从高 20m处自由落到软垫上,反弹后最大高度为5.0m,小球与软垫接触的时间为1.0 s,在接触时间内受到软垫弹力的冲量大小是：A 0B 10N sC 20N sD 40Ns错解：由于下落时是自由落体运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_而上升过程为竖直上抛运动在接触过程中应用动量定理1）得 2） C 正确分析： 1）式中各字母中含有方向,但此题是一维情形,应规定正方向后,化矢量为代数运算,已知方向的物理量前标以“”和“”,其

34、字母本身就只代表其大小了.本 题的 2）式中出现了问题的相当纷乱的情形,其等式左边是以向下为正,其右侧就以向上为正,从而得出荒谬的结论.2）式如更正为设向下为正,得代入数值,即可得“ D”为正确答案.例三：质量为m的小球 A,沿光滑水平面以的速度与质量为2m的静止小球 B 发生正碰,碰撞后 A 球的动能变为原先的,那么小球 B 的速度可能为：A B C D 正解：球 A 初速,由题意且可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_碰撞过程中 A、B 两小球系统的总动量守恒.以A 球初速度为正方向：如碰后 A 球沿原方向运动,有,解得如碰后 A 球反向,有,解得A、B 选项正确.解决策略： 用

35、动量的观点解决问题关于矢量性的意识,是一个打算成败的事情.老师在板书规范演练时,要做好规定正方向的示范,并坚持不懈.千万不要由于一些题中的情 景涉及的运动皆向一个方向而不进行正方向的规定,从而埋下习惯上有疏漏的后患.二、前概念干扰严峻,定势错误频繁一）、功的概念对冲量概念的干扰同学从中学就有了功的概念,在高中阶段的高一学习中又深化学习“功和能”,所以无论从时间上,仍是娴熟度上,“功”都在思维体系中占据优势,这就使得“冲量”概念的熟悉和求解中,显现了前概念的干扰.如例一所示.例一 如下列图,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端,在这个过程中,两个物体具

36、有的相同的物理量可能是：A重力的冲量B 支持力的冲量C到达底端时的动量D以上各量都不同错解： BC正解： D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分析： 错选 B 的缘由,主要是由于功的概念产生的干扰.同学会认为两种情形中“支持力的冲量均为零”,将“支持力的功为零”的熟悉错误的干扰进来.功是“力”与“沿 力的方向的位移”组合,有“力”有“位移”却可能功为零.冲量就是“力”与“时间” 的组合,只要二者均不为零,冲量就肯定不为零.这种错误定势在动量部分的学习中较为 常见,老师要精选题目,有针对性的强化训练.二）、机械能守恒定律的条件性对动量守恒定律的条件性的干扰机械能是否守恒,打算于是否

37、只有重力或弹簧的弹力做功,能量形式仅在动能与两种势能之间相互转化.动量是否守恒,打算于系统所受到的外力是否为零,或外力的冲量是否为零.两个守恒的条件完全不同,犹如两条并行的铁轨,但往往简洁在同学观念中显现纷乱.建议老师在新课教案中,将动量守恒定律的条件分析,如前面教案策略中所述,分为两个层次进行：一个层次遵循学史,阐明动量守恒定律的条件是通过大量的试验事实总结出的.其次个层次,就是通过动量定理的学习,熟悉冲量对动量的转变作用,论述内力的冲量总和为零,内力的冲量不影响总动量来懂得该条件.同时老师在习题教案中,应再引领同学回忆机械能守恒的条件和物理实质,在详细的针对性题目中,进行条件辨析.如例二.

38、例二 在以下几种情形中,满意动量守恒规律的情形有哪些？满意机械能守恒的情形有哪些？A. 车原先静止,放于光滑水平面,车上的人从车头走到车尾B. 水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面的物体相连,令弹簧伸长, 使物体运动起来C. 斜面体放于光滑水平的面上,物体由斜面顶端自由滑下,斜面体后退D. 光滑水平的面上,用细线拴住一个弹簧,弹簧的两边靠放两个静止的物体,用火烧断弹簧的瞬时,两物体被弹出正解： AD所述情形满意动量守恒的规律.BCD所述情形满意机械能守恒的规律三、碰撞过程中可能有能量缺失,简洁被忽视“碰撞”属于两个或两个以上）物体在很短时间内的一种相互作用.对每一个物体来说都是在极短

39、时间内运动状态发生了变化,它所受到的另一个物体施以的作用力物体系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的内力）是相当大的 这由动量定理可以证明）,以至于物体系统所受的外力作用成效可以忽视.所以在一般情形下不必对系统进行细致的分析就可以认为系统动量是守恒的.其实 像爆炸这类短时间的作用也可以认为动量是守恒的.从能量的角度来看,碰撞有三种情形.其一是碰撞过程中没有机械能缺失,这是一种抱负化的碰撞,也称作弹性碰撞.另一种是碰撞过程中机械能缺失最大,也称作完全非弹性碰撞.它的明显特点是碰后系统内各物体具有相同的速度.第三种是一般的碰撞,碰撞过程中既有机械能缺失,又缺失的不是最大.所以,应用动

40、量守恒解决问题,往往要结合能量来争论物理过程.老师要引导同学将题目所述的情形拆分为几个连续的“子过程”,逐个过程要从动量、能量的角度分别分 析,要特别关注一些瞬时的碰撞、绷紧等过程可能带来的机械能缺失问题.如例三、例 四.例一 如下列图,一轻质弹簧两端连着物体A 和 B, 放在光滑的水平面上,物体A 被水平速度为v0 的子弹射中并嵌在其中, 设子弹打入物块A的时间极短.已知物体 B 的质量为 mB,物体 A 的质量是物体B 的质量的,子弹的质量是物体B 的质量的,求弹簧压缩到最短时的弹性势能.拆分全过程,找出子过程：子弹瞬时打入木块,由A 与子弹组成系统. A、B 速度不等,弹簧被压缩,由A、子弹和 B 组成系统.依据题中的设问,需要从能量的观点考虑问题.过程中动量守恒,机械能不守恒,转化为内能,过程系统动量守恒,机械能守恒.通过实际问题让同学感悟：很多问题全过程、大系统满意动量守恒定律,但各个子过程中的能量转化和缺失情形不