物理：1.2《动量守恒定律》教案（2）（鲁科版选修3-5）.doc

本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网第二节动量守恒定律教案三维教学目标知识与技能理解动量守恒定律的确切含义和表达式知道定律的适用条件和适用范围过程与方法在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力情感态度与价值观培养逻辑思维能力会应用动量守恒定律分析计算有关问题教学重点动量守恒定律教学难点动量守恒的条件教学方法教师启发引导学生讨论交流教学用具投影片多媒体辅助教学设备一引入演示台球由于两球碰撞而改变运动状态微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态甚至使得一种粒子转化为其他粒子碰撞是日常生活生产活动中常见的一种现象两个物体发生碰撞后速度都发生变化两个物体的质量比例不同时它们的速度变化也不一样物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变守恒二进行新课实验探究的基本思路一维碰撞我们只研究最简单的情况两个物体碰撞前沿同一直线运动碰撞后仍沿同一直线运动这种碰撞叫做一维碰撞演示如图所示是悬挂起来的钢球把小球拉起使其悬线与竖直线夹一角度放开后球运动到最低点与球发生碰撞碰后球摆幅为角如两球的质量碰后球静止球摆角这说明两球碰后交换了速度如果碰后两球一起向右摆动如果碰后球反弹球向右摆动以上现象可以说明什么问题结论以上现象说明两球碰撞后速度发生了变化当两球的质量关系发生变化时速度变化的情况也不同追寻不变量在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为碰撞前它们速度分别为碰撞后的速度分别为规定某一速度方向为正碰撞前后速度的变化和物体的质量的关系我们可以做如下猜测本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网分析碰撞前后物体质量不变但质量并不描述物体的运动状态不是我们追寻的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变的量才是我们追寻的不变量实验条件的保证实验数据的测量实验必须保证碰撞是一维的即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动碰撞之后还沿同一直线运动用天平测量物体的质量测量两个物体在碰撞前后的速度测量物体的速度可以有哪些方法总结速度的测量可以充分利用所学的运动学知识如利用匀速运动平抛运动并借助于斜槽气垫导轨打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件如图所示图中滑块上红色部分为挡光板挡光板有一定的宽度设为气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关并与计时装置相连构成光电计时装置当挡光板穿入时将光挡住开始计时穿过后不再挡光则停止计时设记录的时间为则滑块相当于在的位移上运动了时间所以滑块匀速运动的速度实验方案用气垫导轨作碰撞实验如图所示实验记录及分析碰撞前碰撞后本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网质量速度实验记录及分析碰撞前碰撞后质量速度实验记录及分析碰撞前碰撞后质量速度本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网实验记录及分析碰撞前碰撞后质量速度实验记录及分析碰撞前碰撞后质量速度动量守恒定律内容一个系统不受外力或者所受外力的和为零这个系统的总动量保持不变这个结论叫做动量守恒定律公式注意点研究对象几个相互作用的物体组成的系统如碰撞矢量性以上表达式是矢量表达式列式前应先规定正方向同一性即所用速度都是相对同一参考系同一时刻而言的条件系统不受外力或受合外力为要正确区分内力和外力当内外时系统动量可视为守恒系统内力和外力系统相互作用的物体组成系统本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网内力系统内物体相互间的作用力外力外物对系统内物体的作用力例质量为的小孩以的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车已知平板车的质量为求小孩跳上车后他们共同的速度解取小孩和平板车作为系统由于整个系统所受合外为为零所以系统动量守恒规定小孩初速度方向为正则相互作用前设小孩跳上车后他们共同的速度速度为由动量守恒定律得解得数值大于零表明速度方向与所取正方向一致课后补充练习一爆竹在空中的水平速度为若由于爆炸分裂成两块质量分别为和其中质量为的碎块以速度向相反的方向运动求另一块碎片的速度小车质量为车上有一质量为的人小车以的速度向东匀速行使人以的速度向后跳离车子求人离开后车的速度第二课时三维教学目标知识与技能掌握运用动量守恒定律的一般步骤过程与方法知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点情感态度与价值观学会用动量守恒定律分析解决碰撞爆炸等物体相互作用的问题培养思维能力教学重点运用动量守恒定律的一般步骤教学难点动量守恒定律的应用教学方法教师启发引导学生讨论交流教学用具投影片多媒体辅助教学设备一引入新课动量守恒定律的内容是什么分析动量守恒定律成立条件有哪些合严格条件内远大于外近似条件某方向上合力为在这个方向上成立二进行新课动量守恒定律与牛顿运动定律用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式推导过程根据牛顿第二定律碰撞过程中两球的加速度分别是根据牛顿第三定律等大反响即所以本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网碰撞时两球间的作用时间极短用表示则有代入并整理得这就是动量守恒定律的表达式动量守恒定律的重要意义从现代物理学的理论高度来认识动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律从科学实践的角度来看迄今为止人们尚未发现动量守恒定律有任何例外相反每当在实验中观察到似乎是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最后总是以有新的发现而胜利告终例如静止的原子核发生衰变放出电子时按动量守恒反冲核应该沿电子的反方向运动但云室照片显示两者径迹不在一条直线上为解释这一反常现象年泡利提出了中微子假说由于中微子既不带电又几乎无质量在实验中极难测量直到年人们才首次证明了中微子的存在年高考综合题就是根据这一历史事实设计的又如人们发现两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场把电磁场的动量也考虑进去总动量就又守恒了应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法分析题意明确研究对象在分析相互作用的物体总动量是否守恒时通常把这些被研究的物体总称为系统对于比较复杂的物理过程要采用程序法对全过程进行分段分析要明确在哪些阶段中哪些物体发生相互作用从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件判断能否应用动量守恒明确所研究的相互作用过程确定过程的始末状态即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式注意在研究地面上物体间相互作用的过程时各物体运动的速度均应取地球为参考系确定好正方向建立动量守恒方程求解动量守恒定律的应用举例例如图所示在光滑水平面上有两辆小车水平面的左侧有一竖直墙在小车上坐着一个小孩小孩与车的总质量是车质量的倍两车开始都处于静止状态小孩把车以相对于地面的速度推出车与墙壁碰后仍以原速率返回小孩接到车后又把它以相对于地面的速度推出每次推出车相对于地面的速度都是方向向左则小孩把车推出几次后车返回时小孩不能再接到车A本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网分析此题过程比较复杂情景难以接受所以在讲解之前教师应多带领学生分析物理过程创设情景降低理解难度解取水平向右为正方向小孩第一次推出车时即第次推出车时则所以当时再也接不到小车由以上各式得取点评关于的取值也是应引导学生仔细分析的问题告诫学生不能盲目地对结果进行四舍五入一定要注意结论的物理意义课后补充练习年全国春季高考试题在高速公路上发生一起交通事故一辆质量为向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为向北行驶的卡车碰后两车接在一起并向南滑行了一段距离后停止根据测速仪的测定长途客车碰前以的速度行驶由此可判断卡车碰前的行驶速率为小于大于小于大于小于大于小于如图所示两物体的质量比它们原来静止在平板车上间有一根被压缩了的弹簧与平板车上表面间动摩擦因数相同地面光滑当弹簧突然释放后则有系统动量守恒系统动量守恒小车向左运动小车向右运动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枪和弹组成的系统动量守恒枪和车组成的系统动量守恒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本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网甲乙两船自身质量为都静止在静水中当一个质量为的小孩以相对于地面的水平速度从甲船跳上乙船时不计阻力甲乙两船速度大小之比甲乙年高考试题质量为的小船以速度行驶船上有两个质量皆为的小孩和分别静止站在船头和船尾现在小孩沿水平方向以速率相对于静止水面向前跃入水中然后小孩沿水平方向以同一速率相对于静止水面向后跃入水中求小孩跃出后小船的速度如图所示甲车的质量是静止在光滑水平面上上表面光滑右端放一个质量为的小物体乙车质量为以的速度向左运动与甲车碰撞以后甲车获得的速度物体滑到乙车上若乙车足够长上表面与物体的动摩擦因数为则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止取反冲运动与火箭演示实验老师当众吹一个气球然后让气球开口向自己放手看到气球直向学生飞去人为制造一点惊险气氛活跃课堂氛围演示实验用薄铝箔卷成一个细管一端封闭另一端留一个很细的口内装由火柴头上刮下的药粉把细管放在支架上用火柴或其他办法给细管加热当管内药粉点燃时生成的燃气从细口迅速喷出细管便向相反的方向飞去演示实验把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部当水从弯管流出时容器就旋转起来提问实验中气球细管为什么会向后退呢实验中细管为什么会旋转起来呢看起来很小的几个实验其中包含了很多现代科技的基本原理如火箭的发射人造卫星的上天大炮发射等应该如何去解释这些现象呢这节课我们就学习有关此类的问题反冲运动分析细管为什么会向后退当气体从管内喷出时它具有动量由动量守恒定律可知细管会向相反方向运动分析反击式水轮机的工作原理当水从弯管的喷嘴喷出时弯管因反冲而旋转这是利用反冲来造福人类象这样的情况还很多为了使学生对反冲运动有更深刻的印象此时再做一个发射礼花炮的实验分析礼花为什么会上天火箭对照书上三级火箭图介绍火箭的基本构造和工作原理本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有httpwww21cnjycom世纪教育网播放课前准备的有关卫星发射和平号空间站探路者号火星探测器以及我国神舟号飞船等电视录像使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识而且要学生知道我国的航天技术已经跨入了世界先进行列激发学生的爱国热情阅读课后阅读材料航天技术的发展和宇宙航行