【教学目标】
1. 知识和技能
1.应用牛顿运动定律，推导出适用于双球碰撞模型的动量守恒定律，理解动量守恒定律的物理过程。
2.了解动量守恒定律（内容、守恒定律条件），能分析、计算同一直线上两物体动量守恒定律。
2. 流程与方法
1.基于对动量守恒定律确切含义的理解
正确区分内力、外力。
2.懂得运用动量守恒定律解决问题，了解运用动量守恒定律解决相关问题的优点。
3. 情感、态度和价值观
培养逻辑思维能力，能运用动量守恒定律分析、计算有关问题。
【教学重点】
1.动量守恒定律。
2. 利用动量守恒定律解决问题的一般步骤。
【教学难点】
1.动量守恒的条件。
2.动量守恒定律的应用。
【教学流程】
1. 复习问题及新课介绍
要求学生回忆并提问：动量、冲量、动量定理的相关知识。
动量：p=mv
冲量：I=Ft
动量定理：Ft=mv-mv'
2. 新课程教学
1. 两个相互作用的物体的动量变化
如图所示，两个物体A、B在光滑的水平桌面上做匀速运动，它们的质量分别为m1、m2，沿同一直线同向运动，它们的速度分别为v1、v2，且v2>v1。当B追上A时，发生碰撞。碰撞后，A、B的速度分别为v1′、v2′。碰撞过程中，B对A施加的力为F1，A对B施加的力为F2。碰撞过程中，两个物体之间力的作用时间很短暂，用Δt表示。
根据动量定理，物体A的动量变化量等于它受到的力F1的冲量，即：
F1Δt＝m1v1′－m1v1
物体B的动量变化量等于力F2作用于它的冲量，即：
F2Δt＝m2v2′－m2v2
根据牛顿第三运动定律F1=-F2，两物体碰撞每一时刻的相互作用力F1、F2大小相等，方向相反，所以：
m1v1′－m1v1＝－（m2v2′－m2v2）
m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2
这表明，碰撞后两个物体的动量之和等于碰撞前的动量之和，并且这个关系适用于碰撞过程中任意两个时刻的状态。
那么，满足碰撞前后动量和不变的两个物体的受力情况是怎样的呢？两个物体除了受到彼此的力之外，还受到重力和桌面的支撑力。重力和支撑力是一对平衡的力。当作用在它们身上的矢量力之和为0时，碰撞的两个物体的动量守恒。
2.动量守恒定律
1.相关概念：
（1）系统：系统由相互作用的对象组成。
（2）内力：系统内部相互施加的力量。
（3）外力：外界物体对系统内部物体所施加的力。
第一节 两球碰撞得出结论的条件：两球碰撞时，除了它们之间的力（系统内力）外，还受到自身重力和支撑力的作用，使它们相互平衡。因此，m1、m2系统不受外力作用，或者说它们受到的外力总和为零。两球在碰撞前后的动量总和保持不变。
2.动量守恒定律：
（1）内容：如果一个系统不受外力作用，或外力的矢量和为0，则系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。
（2）公式：m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2
3.动量守恒条件：
（1）系统不受外力作用或外力矢量和为0。
（2）系统中物体间的内部力远大于外部力。
（3）作用于系统的总外力不为零，但是如果某方向的总外力为零，那么系统在该方向上的动量守恒。
4.注意事项：
（1）区分内力、外力。
（2）当总动量保持不变时，各个物体的动量可以有很大的变化。
（学生思考、讨论）
如图所示，一颗子弹击中一块与固定在墙上的弹簧相连的木块。从子弹击中木块到弹簧被压缩到最短点这段时间内，子弹和木块作为一个系统的动量是否守恒？请解释你的理由。
分析：本题重点在于引导学生理解对于不同的物体（系统），对应不同的过程，受力情况不同，总动量可能发生变化，也可能守恒（子弹射出瞬间，A、B两物体的动量守恒）。
（老师总结）
在学习物理过程中，一个重要的基本技能就是正确、恰当地选择研究对象和研究过程，根据实际情况选择相应的物理定律，而不要盲目地套用。
5. 利用动量守恒定律解决问题的步骤：
（1）明确研究对象：将即将发生相互作用的对象看作一个系统。
（2）进行受力分析和运动过程分析，确定研究过程中系统动量是否守恒。
（3）明确初态和终态：一般来说，系统中的对象之间即将发生相互作用以及相互作用的结束，这是相互作用过程的初态和终态。
（4）选取正方向，列出动量守恒方程及相应的辅助方程，求解问题。
例1：在某列车编组场，一辆质量为1.8×104kg的货车以v1=2m/s的速度在直轨上行驶，与一辆质量为2.2×104kg的静止货车相撞，相撞后，两车继续一起行驶。求相撞后货车的速度。
分析：
（1）本题中两辆卡车发生碰撞，并且在碰撞过程中相互影响。因此，本题中的两辆卡车构成了一个相互作用的系统。我们将这个系统作为研究对象。
（2）作用于系统上的外力有重力、支撑力、摩擦力、空气阻力等。
（3）碰撞过程中，相互作用的内力远大于外力，可以近似认为不考虑摩擦力和空气阻力，满足动量守恒定律。
解答：如上图所示，沿碰撞前卡车速度方向建立坐标轴，则v1=2m/s，设碰撞后两车速度为v
碰撞前两辆车的总动量为
p=m1v1
碰撞后的总动量为
p′=（m1+m2）v
根据动量守恒定律，p′=p
m1v1=（m1+m2）v
将数据代入公式：v = 0.9 米/秒
因为两辆车合并后的速度为正，所以合并后它们仍然沿着坐标轴运动。
例2：一枚火箭在空中飞行，质量为m，速度为v，在某一点，沿水平方向飞行，燃料即将耗尽。火箭此时突然爆炸成两块，质量为m1的一块以速度v1向v的反方向飞行。求爆炸后另一块的速度v2。
分析：在爆炸前，导弹可以看作是由质量分别为m1和（m-m1）两个部分组成的，导弹的爆炸过程可以看作是这两个部分相互作用的过程，由这两个部分组成的系统就是我们的研究对象。在爆炸过程中，这两个部分受到重力的作用，它们所受的外力的矢量和不为零，但它们所受的重力远小于爆炸时气体对它们施加的力，因此爆炸过程中重力的作用可以忽略，可以认为系统满足动量守恒定律的条件。
解答：火箭爆炸前的总动量为p=mv
爆炸后的总动量为p′=m1v1+（m-m1）v
根据动量守恒定律p′=p，可得m1v1+（m-m1）v=mv
解决
3.动量守恒定律的普适性
学生阅读课本中的相关内容。
从现代物理学的理论角度看，动量守恒定律是物理学中最基本的普遍原理之一。（另一条最基本的普遍原理是能量守恒定律。）从科学实践角度看，动量守恒定律至今尚未发现任何例外。相反，每当实验中观察到似乎违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，而且总是能有新的发现而获胜。例如，当静止的原子核发生β衰变并发射电子时，根据动量守恒定律，反冲原子核应该以与电子相反的方向运动。然而动量守恒定律教案，云室照片显示，两者的轨迹并不在一条直线上。为了解释这种异常现象，泡利在1930年提出了中微子假说。由于中微子既不带电，也不无质量，因此在实验中极难测量。 直到1956年，人们才首次证明了中微子的存在。例如，人们发现两个运动带电粒子在电磁相互作用下，动量似乎不守恒。此时物理学家将动量的概念扩展到电磁场，将电磁场的动量考虑进去，总动量又守恒了。
（学生总结）
牛顿运动定律：适用于低速、宏观尺度，但不适用于高速（接近光速）和微观尺度（小到分子、原子尺度）。
动量守恒定律：适用于迄今为止物理学研究的所有领域，既适用于解决宏观低速运动问题，也适用于解决微观高速运动问题。
【课堂练习】
1、（2002年高考春季试题）高速公路上发生一起交通事故，一辆向南行驶的长途客车与一辆向北行驶的货车迎头相撞，相撞后，两车相撞后向南滑行一段距离后停下。根据车速表显示，发生碰撞前长途客车的行驶速度为20m/s。由此可知，发生碰撞前货车的速度为（ ）
A.小于10m/s B.大于10m/s且小于20m/s
C.大于20m/s小于30m/s D.大于30m/s小于40m/s
2、如图所示，物体A、B的质量比为mA：mB=3：2，原静止在一辆平板车C上，A、B之间有一压缩弹簧，A、B与平板车上表面的动摩擦系数相同，地面光滑，当突然松开弹簧时，有（ ）
A.系统 A 和 B 的动量守恒
B. 系统 A、B 和 C 的动量守恒
C.汽车向左移动
D.汽车向右移动
3.一把枪水平固定在手推车上，手推车放在光滑的水平面上，当枪发射子弹时动量守恒定律教案，下列关于枪、子弹、手推车的描述正确的是（ ）
A.枪与子弹组成的系统，动量守恒
B. 一把枪和一辆汽车组成的系统，动量守恒
C.子弹与枪管间的摩擦很小，系统的动量变化也很小，可以忽略不计，因此系统动量近似守恒。
D.由三元素组成的系统动量守恒，因为系统只受到重力和地面支撑两个外力的作用，且这两个外力的合力为零。
4、船A、B的质量都是120公斤，都静止在静水中。当一个体重为30公斤的小孩从船A跳到船B，相对于地面的水平速度为6米/秒，忽略阻力，则船A、B的速度比为：vA:vB=。
5.（2001年高考题）一艘质量为m的小船，以速度v0行驶。有两个小孩a、b，质量均为m，分别站在船头和船尾静止不动。现小孩a以速度v（相对于静止水面）沿水平方向向前跳入水中，再由小孩b以同样的速度v（相对于静止水面）沿水平方向向后跳入水中。求小孩b跳出水面后，小船的速度。
6.如图所示，汽车A质量为2kg，静止在光滑水平面上。上表面光滑，右端放置一个质量为1kg的小物体。汽车B质量为4kg，以5m/s的速度向左移动。与汽车A相撞后，汽车A获得8m/s的速度，物体滑向汽车B。如果汽车B足够长，上表面与物体之间的动摩擦系数为0.2，物体在汽车B上表面滑动多长时间后，相对于汽车B静止？（g取10m/s2）
回答：
1. 一个
2. BC
3.D
4. 5:4
5、由于两者都是相对于地面（即本题中相对于静止水面）的水平速度，所以先后或者同时跳入水中，结果都是一样的。
设小孩b跳出后小船前进的速度为v，取v0为正方向，根据动量守恒定律，有：
(M+2m)v0=(Mv+mv)-mv，解为：
6. B与A碰撞时动量守恒：mBvB=mBvB′+mAvA′
小物体m在汽车B上以共同速度v滑动。将动量守恒定律应用到小物体和汽车B上，可得：
mBvB′=（m+mB）v
将牛顿第二定律应用于小物体可得出 a=μg，因此：t=v/μg
代入数据，我们得到t=0.4s。
