《动量和动量守恒》复习课 5页

‎ ‎ ‎《动量和动量守恒》复习课 一、教学目的 ‎1、复习巩固动量定理 ‎2、复习巩固应用动量守恒定律解答相关问题的基本思路和方法 ‎3、掌握处理相对滑动问题的基本思路和方法 二、教学重点 1、 本节知识结构的建立 2、 物理情景分析和物理规律的选用 三、教学难点 物理情景分析和物理规律的选用 四、教学过程 ● 本章知识结构 ‎〖引导学生回顾本章内容，建立相关知识网络（见下表）〗‎ ‎●典型举例 问题一：动量定理的应用 例1：质量为m的钢珠从高出沙坑表面H米处由静止自由下落，不考虑空气阻力，掉入沙坑后停止，如图所示，已知钢珠在沙坑中受到沙的平均阻力是f，则钢珠在沙内运动时间为多少？‎ H 分析：此题给学生后，先要引导学生分清两个运动过程：一是在空气中的自由落体运动，二是在沙坑中的减速运动。学生可能会想到应用牛顿运动定律和运动学公式进行分段求解，此时不急于否定学生的想法，应该给予肯定。在此基础上，可以引导学生应用全过程动量定理来答题。然后学生自己思考讨论，动手作答，老师给出答案。‎ 设钢珠在空中下落时间为t1，在沙坑中运动时间为t2，则：‎ 在空中下落，有H=，得t1=,‎ 对全过程有：mg(t1 ＋t2)－f t2=0－0 得：‎ 5‎ ‎ ‎ 动量和动量守恒定律 动量 冲量 动 量 守 恒 定 律 动量P=mv 描述物体运动状态的状态量，它与时刻相对应 矢量，与速度的方向相同 动量的变化△P=mv`－mv，是矢量 冲量I=Ft 描述力的时间积累效应，是过程量，它与时间相对应 矢量，它的方向由力的方向决定 动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，即I=ΔP 冲量是物体发生动量变化的原因，并且冲量是物体动量变化的量度 给出了冲量和动量变化间的互求关系 一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变 动 量 守 恒 条 件 系统不受外力或者受外力之和为零 系统受外力，但外力远小于内力 系统在某一个方向上所受的合外力为零，则这个方向上动量守恒 内容 表 达形 式 5‎ ‎ ‎ 巩固：蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。‎ 一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。(g=10m/s2) ‎ ‎〖学生自练，老师巡回辅导，给出答案，学生自评〗‎ m m m A A B P 例2：一根弹簧上端固定，下端系着质量为m的物体A，物体A静止时的位置为P处，再用细绳将质量也为m的物体B挂在物体A的下面，平衡后将细绳剪断，如果物体A回到P点处时的速率为V，此时物体B的下落速度大小为u，不计弹簧的质量和空气阻力，则这段时间里弹簧的弹力对物体A的冲量大小为多少？‎ 分析：引导学生分析，绳子剪断后，B加速下降，A加速上升，当A回到P点时，A的速度达到最大值。尤其要强调的是本题中所求的是弹簧的弹力对物体A的冲量，所以要分析清楚A上升过程中A的受力情况。‎ 解：取向上方向为正，‎ 对B：－mgt=－mu 对A：I弹－mgt=mv 两式联立得I弹=m（v＋u）‎ 问题二：动量守恒定律的应用 例3：质量为 M的气球上有一质量为 m的猴子，气球和猴子静止在离地高为 h的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？‎ 分析：此题为前面习题课中出现过的人船模型，注意引导学生分析物理情景，合理选择物理规律。‎ 设下降过程中，气球上升高度为H，由题意知猴子下落高度为h，‎ 取猴子和气球为系统，系统所受合外力为零，所以在竖直方向动量守恒，由动量守恒定律得：M·H=m·h，解得 5‎ ‎ ‎ 所以软梯长度至少为 例4：一质量为M的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态，一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向击中木块，并留在其中与木块共同运动，则子弹对木块的冲量大小是：‎ A、mv0 ；B、 ；C、mv0－ ；D、mv0－‎ 分析：题中要求子弹对木块的冲量大小，可以利用动量定理求解，即只需求出木块获得的动量大小即可。‎ 对子弹和木块所组成的系统，满足动量守恒条件，根据动量守恒定律得：‎ mv0=（M+m）v 解得：，由动量定理知子弹对木块的冲量大小为 例5：传送带以V0=2m/s的水平速度，把质量为m=20kg行李包送到原来静止在光滑水平轨道上的质量为M=30kg的长木板上。如果行李包与长木板之间的动摩擦因数为0.4，取g＝10m/s2，求：‎ ‎（1）行李包在长木板上滑行多长时间才能与小车保持相对静止？‎ V0=2m/s V S1‎ S2‎ L N mg f ‎（2）长木板至少多长才能使行李包不致滑出车外？‎ 分析：当行李包滑上木板上之后，在摩擦力作用下，行李包作匀减速运动，木板作匀加速运动，最后达到共同速度，设其共同速度为V。对行李包和长木板组成的系统，满足动量守恒条件，根动量守恒定律有：mV0=（M+m）V，得共同速度为 ‎（1）、对行李包，所受动摩擦力为f=µmg，其加速度大小为a=µg=4m/s2‎ 其速度从V0=2m/s减至V=0.8m/s，所用时间为 5‎ ‎ ‎ ‎(2)、由运动过程示意图可知，木板滑动距离S1，行李包滑动距离S2及木板长度L间的几何关系为 L= S2 －S1 对行李包： 对长木板： 得木板最小长度L= S2 －S1=0.3m ● 课堂小结:‎ 应用动量守恒定律解题的一般步骤：‎ ‎1．明确研究系统，判断是否守恒；‎ ‎2．选取正方向，明确作用前总动量和作用后总动量；‎ ‎3．由动量守恒定律p前=p后列方程求解 五、作业：阅读教材，复习巩固。‎ 5‎