动量守恒定律教案(第三章(1)动量定理和动量守恒定律)

动量守恒定律教案
       

       
        在力学部分第三章中,我们主要学习力对时间的累积效应和力对空间的累积效应,我们先来看力对时间的累积效应中所涉及到的概念及其规律:动量、冲量、动量定理和动量守恒定律。

(神舟六号点火升空,图片来自马文蔚物理学课件)

1.质点的动量定理
在牛顿第二定律中,我们主要考虑的是力的瞬时效果,物体在外力的作用下立即产生瞬时加速度。如果外力作用于物体并维持一段时间,那么会产生什么效果呢?将牛顿第二定律稍作变形,我们就有了冲量的概念和质点的动量定理。
动量定理的优点在于,把合外力的冲量(过程量)转变成物体始末状态动量(状态量)的增量,从而使计算得到简化,特别是在解决碰撞和冲击问题中动量定理带来方便。举例见马文蔚课本P56例1。

2.质点系动量定理和动量守恒定律

由两个或两个以上相互之间存在相互作用的质点组成的系统叫质点系。质点系的动量定理可以由质点动量定理推广而来,两者在数学表达形式上完全一致。动量守恒定律可以由质点系动量定理导出,也可以从质心运动定理导出。马文蔚课本P56例2,是用质点系动量定理解决变质量的链条下落问题。

3.动量定理和动量守恒定律的适用条件和运用

因动量定理由牛顿第二定律导出,故动量定理和动量守恒定律都是在惯性系下成立,使用时必须首先选择惯性系,所有状态量应该对同一惯性系而言。如马文蔚课本P59例2中惯性系的选择。

 
动量守恒定律的应用主要是以下几个方面:原子核的衰变(马文蔚课本P58例1),火箭的飞行(马文蔚课本P59例2),反冲现象,碰撞问题(马文蔚课本P81 3-7)等,同学们可以自行归纳总结。

(神舟六号发射成功,图片来自马文蔚物理学课件)

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