文档介绍：动量守恒定律教法建议抛砖引玉“动量守恒定律”是自然界普遍适用的基本定律,在中学物理中占有重要的地位。图4-8我们建议:讲授“动量守恒定律”按下列五个步骤进行。第一步:通过实验观察使学生获得感性认识。很多中学的物理实验室内有如图4-8所示的仪器,它的侧视图如图4-9之(1)、(2)所示。上述仪器中各小球的质量都是相等的。用多线悬挂可保证各小球之间发生对心碰撞时不偏移。(若用单线悬挂,在发生碰撞时各球可能偏移而不在同一竖直面内,则实验效果较差。)图4-9实验时,先将最左边的一球斜拉起,然后放手使其与右方球碰撞,将会看到如图4-10之(1)、(2)的现象——最右边的一球摆起。图4-10再将左边的两个球一块斜拉起,然后放手使它们与右方球碰撞,将会看到如图4-11之(1)、(2)的现象——最右边的两个球一块摆起。图4-11如果再将左边的三个球一块斜拉起,当发生碰撞后将会看到——最右边的三个球一块摆起。在实验的基础上,教师引导学生进行总结说明,使学生认识到动量守恒的规律。第二步:以两球在光滑的水平面上碰撞为例进行推导,使学生掌握动量守恒定律的数学形式。图4-12教师先在黑板上面质量分别为m1和m2、速度分别为v1和v2(v1>v2)的两小球在光滑水平面上沿着同一直线运动发生碰撞的过程示意图,如图4-12之(1)、(2)、(3)所示。图中F1和F2为两球碰撞时的相互作用力,其方向相反、大小相等(F1=F2);v1和v2为两球碰撞后的速度。根据“动量定理”对两个球可以分别写出下列二式:(式中t为碰撞的时间)F1t=m1v¢1-m1v1F2t=m2v¢2-m2v2因为是在同一直线上且方向相反,所以它们的矢量方向可以用正、负号来表示,即:,目前中学课本中不画矢量号的,所以可写为,但要理解它们的矢量关系。据:F1t=F2t则:m1v1¢-m1v1=-(m2v¢2-m2v2)导出:m1v1-m2v2=m1v¢1-m2v¢2或:p1+p2=p¢1+p¢2或:åp=åp¢第三步:总结规律,说明适用范围及意义。文字斜述:相互作用的物体,如果不受外力作用,或它们所受的外力之和为零,它们总动量保持不变。这个结论叫做“动量守恒定律”。(附:教师在总结讲述时,是否提出“系统”或“封闭系统”等概念,可根据自己的学生情况而定。如果学生们的接受能力较强,讲一讲会使他们对知识的理解更深刻,将有利于他们今后的发展;如果学生们的接受力较差,多讲会增加负担,则不讲为宜。)数学表达:“动量守恒定律”的数学表达的一般形式为——当时,或者Dp=0,但是这种表达比较抽象,不利于中学生直接运用。目前对中学生的要求,只限于两个物体间的动量守恒问题,但需说明,也能用于两个以上的物体间的相互作用,所以学生解题常用的数学表达形式为:条件:F外=0结论:m1v1+m2v2=m1v¢1+m2v¢2注意:F外、v1、v2、v¢1、v¢2都是矢量,解题时要考虑方向问题。适用范围:“动量守恒定律”是自然界普遍适用的基本规律。它不但能解决低速问题,也能处理接近于光速的高速运动问题;它不但适用于宏观物体,也适用于微观粒子的相互作用。第四步:讨论“动量守恒定律”的一种特殊情况——反冲运动。据:m1v1+m2v2=m1v¢1+m2v¢2当:v1=v2=0时则:m1v¢1+m2v¢2=0即:m1v¢1=-m2v¢2(严格地讲,v上应画矢号)上式的意思表明:由两个物体组成的一个“系统”,如要这两个物体原来的动量都为零(即整个系统原来的总动量为零),若在系统“内力”的作用下,其中一个物体有了某一方向的动量,则另一物体必然也有了方向相反的等大的动量。(m1v¢1=-mv¢2就表示m1v¢1和m2v¢2的大小相等,但方向相反)这就是“反冲运动”。例如:枪炮和子弹原来都是静止的,在为药爆炸这一内力的作用下,子弹向前飞去,枪炮之身向后反冲。需要注意:则于m1和m2不相等,所以它们的速度v¢1和v¢2也不相等,但它们的乘积m1v¢1+m2v¢2是相等的。最后可介绍一下火箭技术和人造卫星技术的发展及我国在这个领域取得的成就。第五步:指导学生解一些有关的****题,以巩固知识和培养能力。(我们将在后面的“学海导航”和“智能显示”中提供一些练****资料,就不在此叙述了。)“动量守恒定律”是自然界普遍适用的基本规律,是否就可以无条件地使用它解决问题呢?“动量守恒定律”的普遍适用性体现在:它既可用于解决物体的低速运动问题,又可处理接近于光速的物体高速运动问题。它既可用于解决宏观物体间的相互作用问题,又可处理微观粒子间的相互作用问题。因此它比“牛顿定律”的适用范围要广泛得多。但是在使用“动量守恒定律”解决问题时必须满足的条件是——相互作用的物体不受外力,或所受的外力之和零。“内力”?什么是“外力”?在物理学中研究几个物体间的