高中物理動量守恒定律優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計

1、第一章動量守恒研究第二節(jié)動量守恒定律(1)三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：理解動量守恒定律的確切含義和表達式，知道定律的適用條件和適用范圍；2、過程與方法：在理解動量守恒定律的確切含義的基礎(chǔ)上正確區(qū)分內(nèi)力和外力；3、情感、態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)邏輯思維能力，會應(yīng)用動量守恒定律分析計算有關(guān)問題。教學(xué)重點：動量守恒定律。教學(xué)難點：動量守恒的條件。教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。(一)引 入演示：(1)臺球由于兩球碰撞而改變運動狀態(tài)。(2)微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他粒子。碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)

2、生碰撞后，速度都發(fā)生變化。兩個物體的質(zhì)量比例不同時， 它們的速度變化也不一樣。物理學(xué)中研究運動過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實驗探究碰撞過程中的什么物 理量保持不變(守恒)。b5E2RGbCAP(二)進行新課1、實驗探究的基本思路(1) 一維碰撞我們只研究最簡單的情況一一兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿同一直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。p1EanqFDPw演示：如圖所示，A、B是懸掛起來的鋼球，把小球 A拉起使其懸線與豎直線夾一角度a,放開后A球運動到最低點與 B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為0角，如兩球的質(zhì)量mA=m融后A球靜止，B球擺角0=a，這說明A、B兩球碰后交換了速

3、度；DXDiTa9E3d當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生如果mAmB碰后A、B兩球一起向右擺動；如果mA| E 3實驗記錄及分析（a-3）碰撞前碰撞后質(zhì)量m=2m=4m=2m=4速度vi=6v2=0Vi = -2v2 =4mvmiVi +m2 V2 =mM + m2 V2 =2mv2 ,2m1Vi +m2 V2 =2 .*2miVi +m2V2 =v/m出+上=mim2II | E百實驗記錄及分析（b）碰撞前碰撞后質(zhì)量m=4呼2m=4m=2速度vi=0V2=0Vi = 2V2= - 4mvm1v1 +m2 V2 =mM + m2 V2 =2 mv22mw +m2 V2 =.2.2m. +m2V2 =

4、v/mVi , v2十=m1m2ii | E +1實驗記錄及分析(c)碰撞前碰撞后質(zhì)量m=4m=2m=4m=2速度V1=9v2=0V；=6v2 = 6mvm1Vl +m2 V2 =m1V； + m2 V2 =2 mv2 ,2m1V1 +m2 V2 =2,2m1 + m2V2 =v/mVi + V2 _m1m2ii-| E-1 F4、動量守恒定律(law of conservation of momentum )(1)內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結(jié)論叫做動量守恒定律。Zzz6ZB2Ltk公式： m u i+ m2 u 2= m1U1 + mzu 2(

5、2)注意點：研究對象：幾個相互作用的物體組成的系統(tǒng)(如：碰撞) 。矢量性：以上表達式是矢量表達式，列式前應(yīng)先規(guī)定正方向；同一性(即所用速度都是相對同一參考系、同一時刻而言的)條件：系統(tǒng)不受外力，或受合外力為 0。要正確區(qū)分內(nèi)力和外力；當(dāng) F內(nèi)F外時，系統(tǒng)動量可視為守恒；5、系統(tǒng)內(nèi)力和外力(1)系統(tǒng)：相互作用的物體組成系統(tǒng)。(2)內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體相互間的作用力(3)外力：外物對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力例1:質(zhì)量為30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車，已知平板車的質(zhì)量為90kg,求小孩跳上車后他們共同的速度？ dvzfvkwMI1解：取小孩和平板車作為系統(tǒng)，由于整個系統(tǒng)所受

6、合外為為零，所以系統(tǒng)動量守恒。規(guī)定小孩初速度方向為正， 則：rqyn14ZNXI相互作用前：v1=8m/s, v2=0,設(shè)小孩跳上車后他們共同的速度速度為v,由動量守恒定律得 mv1=(m1+m) v 解得EmxvxOtOcom1v1v = 2 m / sm 1 m 2數(shù)值大于零，表明速度方向與所取正方向一致。課后補充練習(xí)一爆竹在空中的水平速度為 U ,若由于爆炸分裂成兩塊，質(zhì)量分別為m和m,其中質(zhì)量為m的碎塊以速度向相反的方向運動，求另一塊碎片的速度。SixE2yXPq5（2）小車質(zhì)量為200kg,車上有一質(zhì)量為 50kg的人。小車以5m/s的速度向東勻速行使，人以 1m/s的速度向后跳離車

7、子，求：人離開后車的速度。（5.6m/s ） 6ewMyirQFL第二節(jié)動量守恒定律（2）三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：掌握運用動量守恒定律的一般步驟。2、過程與方法：知道運用動量守恒定律解決問題應(yīng)注意的問題，并知道運用動量守恒定律解決有關(guān)問題的優(yōu)點。3、情感、態(tài)度與價值觀：學(xué)會用動量守恒定律分析解決碰撞、爆炸等物體相互作用的問題，培養(yǎng)思維能力。教學(xué)重點：運用動量守恒定律的一般步驟。教學(xué)難點：動量守恒定律的應(yīng)用。教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。（一）引入新課動量守恒定律的內(nèi)容是什么？分析動量守恒定律成立條件有哪些？（F合=0 （嚴(yán)格條件）F內(nèi)遠大于

8、F外（近似條件，某方向上合力為 0,在這個方向上成立。）kavU42VRUs（二）進行新課1、動量守恒定律與牛頓運動定律用牛頓定律自己推導(dǎo)出動量守恒定律的表達式。（1）推導(dǎo)過程：根據(jù)牛頓第二定律,碰撞過程中 1、2兩球的加速度分別是:Fi a1 - m1F2 a2 - m2根據(jù)牛頓第三定律,Fi、E等大反響，即 F 1= - F 2 所以:m = -m2a2碰撞時兩球間的作用時間極短，用 At表示，則有:V1 -V1a1一1 tV2 -V2a2一2 t代入 ha =m2a2 并整理得m +m2V2 = mv； + m2V2這就是動量守恒定律的表達式。（2）動量守恒定律的重要意義從現(xiàn)代物理學(xué)的理

9、論高度來認識，動量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一。（另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律。）從科學(xué)實踐的角度來看，迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)動量守恒定律有任何例外。相反，每當(dāng)在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現(xiàn)象時，物理學(xué)家們就會提出新的假設(shè)來補救，最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。例如靜止的原子核發(fā)生B衰變放出電子時，按動量守恒，反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運動。但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反?，F(xiàn)象，1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質(zhì)量，在實驗中極難測量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。（2000年高考綜合題23就是根據(jù)這一歷史

10、事實設(shè)計的）。又如人們發(fā)現(xiàn)，兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的這時物理學(xué)家把動量的概念推廣到了電磁場，把電磁場的動量也考慮進去,總動量就又守恒了。y6v3ALoS892、應(yīng)用動量守恒定律解決問題的基本思路和一般方法(1)分析題意，明確研究對象在分析相互作用的物體總動量是否守恒時，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).對于比較復(fù)雜的物理過程，要采用程序法對全過程進行分段分析，要明確在哪些階段中，哪些物體發(fā)生相互作用，從而確定所研究的系統(tǒng)是由哪些物體組成的。M2ub6vSTnP(2)要對各階段所選系統(tǒng)內(nèi)的物體進行受力分析弄清哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的內(nèi)力，哪些是系統(tǒng)外物體對

11、系統(tǒng)內(nèi)物體作用的外力。在受力分析的基礎(chǔ)上根據(jù)動量守恒定律條件，判斷能否應(yīng)用動量守恒。0YujCfmUCw(3)明確所研究的相互作用過程，確定過程的始、末狀態(tài)即系統(tǒng)內(nèi)各個物體的初動量和末動量的量值或表達式。注意：在研究地面上物體間相互作用的過程時，各物體運動的速度均應(yīng)取地球為參考系。(4)確定好正方向建立動量守恒方程求解。3、動量守恒定律的應(yīng)用舉例例2:如圖所示，在光滑水平面上有 A、B兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車 B上坐著一個小孩，小孩與 B車的總 質(zhì)量是A車質(zhì)量的10倍。兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把A車以相對于地面的速度 v推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到 A車后，

12、又把它以相對于地面的速度 v推出。每次推出，A車相對于地面的速度都是 v,方向向左。則小孩把 A 車推出幾次后，A車返回時小孩不能再接到 A車？ eUts8ZQVRd分析：此題過程比較復(fù)雜，情景難以接受，所以在講解之前，教師應(yīng)多帶領(lǐng)學(xué)生分析物理過程，創(chuàng)設(shè)情景，降低理解難度。sQsAEJkW5T解：取水平向右為正方向，小孩第一次推出A車時：mu mv=0mA.即:Vi=vmB第 n次推出 A 車時： mv +mvni=mv +mvn則:mB，八2mA所以：Vn = Vi + (n 1) vmB當(dāng)vnv時，再也接不到小車，由以上各式得n 5.5取n= 6,一定要注意結(jié)論的物理點評：關(guān)于n的取值也是

13、應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生仔細分析的問題，告誡學(xué)生不能盲目地對結(jié)果進行“四舍五入”意義。GMsIasNXkA 課后補充練習(xí)(1) (2002年全國春季高考試題)在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為 15000 kg向南行駛的長途客車迎面撞上了 一輛質(zhì)量為3000 kg向北行駛的卡車，碰后兩車接在一起，并向南滑行了一段距離后停止.根據(jù)測速儀的測定，長途客車碰前以20 m/s的速度行駛，由此可判斷卡車碰前的行駛速率為)TIrRGchYzg7EqZcWLZNXC上，A、B間有一根被壓縮了的彈簧,) lzq7IGf02EA、B與A.小于 10 m/sB,大于 10 m/s 小于 20 m/sC.大于20 m/s小

14、于30 m/sD ,大于30 m/s小于40 m/s(2)如圖所示，A B兩物體的質(zhì)量比 mA： mB=3： 2,它們原來靜止在平板車 平板車上表面間動摩擦因數(shù)相同，地面光滑.當(dāng)彈簧突然釋放后，則有 (A. A B系統(tǒng)動量守恒B. A B、C系統(tǒng)動量守恒C.小車向左運動D.小車向右運動X-OCD(3)把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平面上，槍發(fā)射出一顆子彈時，關(guān)于槍、彈、車，下列說法正確的是zvpgeqJ1hkA.槍和彈組成的系統(tǒng)，動量守恒B.槍和車組成的系統(tǒng)，動量守恒C.三者組成的系統(tǒng)，因為槍彈和槍筒之間的摩擦力很小，使系統(tǒng)的動量變化很小，可以忽略不計，故系統(tǒng)動量近似守恒NrpoJ

15、ac3v1D.三者組成的系統(tǒng)，動量守恒，因為系統(tǒng)只受重力和地面支持力這兩個外力作用，這兩個外力的合力為零(4)甲乙兩船自身質(zhì)量為 120 kg ,都靜止在靜水中，當(dāng)一個質(zhì)量為30 kg的小孩以相對于地面 6 m/s的水平速度從甲船跳上乙船時，不計阻力，甲、乙兩船速度大小之比：v甲：v乙=. 1nowfTG4KI(5) (2001年高考試題)質(zhì)量為 M的小船以速度v0行駛，船上有兩個質(zhì)量皆為 m的小孩a和b,分別靜止站在船頭和船尾. 現(xiàn)在小孩a沿水平方向以速率 v (相對于靜止水面)向前躍入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率 v (相對于靜止水面)向后躍入水中.求小孩b躍出后小船的速度.fjnFLDa5Zo(6)如圖所示，甲車的質(zhì)量是2 kg,靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個質(zhì)量為1 kg的小物體.乙車質(zhì)量為4 kg,以5 m/s的速度向左運動，與甲車碰撞以后甲車獲得8 m/s的速度，物體滑到乙車上.若乙車足夠長，上表面與物體的動摩擦因數(shù)為