高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案
【学习目标】
1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律．
2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题．
3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路．
【要点导学】
1．冲量与动量的概念理解．
2．运用动量定理研究对象与过程的选择．
3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤．
4．弹性碰撞和非弹性碰撞
（1）弹性碰撞：___________________________________
（2）非弹性碰撞：____________________________________
（3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量
守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为：
v 1’=_____________v 2’=_____________。

【典型例题】
类型一 冲量与动量定理
【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。

求：
（1）沙对小球的平均阻力F ；
（2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小．
类型二 动量守恒定律及守恒条件判断
【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、
车,下列说法正确的是（ ）
A ．枪和弹组成的系统,动量守恒
B ．枪和车组成的系统,动量守恒
C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系
统动量近似守恒
D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合
力为零
【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有
一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后,
则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒
B ．A 、B 、
C 组成的系统动量守恒
C ．小车向左运动
D ．小车向右运动
类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用
【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。

船长6米,
A B C
最初人和船静止,当人从船头走到船尾,船后退多大距离？(忽略水的阻力)
【例4】质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、向同一方向运动, A球的动量为7 kg·m/s, B球的动量为 5 kg·m/s, 当A球追上B球发生碰撞后, A、B两球的动量可能为（）
A. p A=6 kg·m/s p B=6 kg·m/s
B. p A=3 kg·m/s p B=9 kg·m/s
C. p A=－2 kg·m/s p B=14 kg·m/s
D. p A=－4 kg·m/s p B=16 kg·m/s
【例5】如图描述了子弹以初速度v0射入木块,最终没有射穿的情形,设子弹的质量为m,木块的质
量为M,这一过程中木块的对地位移为s1,子弹的对地位移为s2,子弹钻入的深度为Δs,试根据动量守恒定律和动能定理完成以下计算：
（1）子弹与木块的共同速度;
（2）子弹通过摩擦力对木块做的功;
（3）木块通过反作用的摩擦力对子弹做的功;
（4）一对相互作用的摩擦力对子弹与木块构成的系统做的总功.
【例6】如图所示,A车的质量为m,沿光滑水平面以速度v向质量为3m的静止B车运动,A车碰上B 车后将弹簧压缩,求此后的运动过程中：
（1）弹簧的最大弹性势能
（2）B车的最大速度
【变式训练2】如图所示,质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数 =0.5,,取g=10 m/s2,
求：（1）物块在车面上滑行的时间t；
（2）要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′不超过多少．
类型四探究碰撞中的不变量(验证动量守恒定律)
【例7】在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙两种装置：
1．若入射小球质量为m1,半径为r1；被碰小球质量为m2,半径为r2,则( ) A．m1>m2r1>r2B．m1>m2 r1<r2
C．m1>m2r1=r2D．m1<m2r1=r2
2．若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是( )
A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧秤E．秒表
3．设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用甲装置实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字母表示) ：
4．在实验装置乙中,若斜槽轨道是光滑的,则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒．这时需要测是的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1,小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h2,则所需验证的关系式为：
【变式训练3】像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,采用的实验步骤如下：
①用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B．
②调整气垫导轨,使导轨处于水平．
③在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上．
④用游标卡尺测量小滑块的宽度d,示数如图2所示。

读出滑块的宽度
d ＝cm．
⑤按下电钮放开卡销,光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-3s和3.4
×10-3s．滑块通过光电门E的速度v1= m/s,滑块通过光电门F的速度
v2 = m/s．
1．利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是．2．利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能,请写出表达式．
．。