高中物理-動量觀點與能量觀點在力學中的應用教學設計學情分析教材分析課后反思

動量觀點與能量觀點的應用教學設計教學目標：1.進一步熟練應用動量守恒定律的解題方法.2.綜合應用動量和能量觀點解決力學問題．教學重點：動量能量綜合問題的解決方法教學難點：應用動量觀點和能量觀點解決動量能量綜合問題教學方法：講練結(jié)合，計算機輔助教學教學過程：解決力學問題的三個基本觀點1．力的觀點：主要應用牛頓運動定律和運動學公式相結(jié)合，常涉及受力，加速或勻變速運動的問題．2．動量的觀點：主要應用動量定理或動量守恒定律求解．常涉及物體的受力和時間問題，以及相互作用的物體系問題．3．能量的觀點：在涉及單個物體的受力和位移問題時，常用動能定理分析；在涉及物體系內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化問題時，常用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律．力學中的幾個功能關系的應用【真題示例1】(2017·全國卷Ⅲ，16)一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距eq\f(1,3)l。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為()A.eq\f(1,9)mgl B.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mgl【真題示例2】(2017·全國卷Ⅰ，24)一質(zhì)量為8.00×104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105m處以7.5×103m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；(2)求飛船從離地面高度600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。預測1功、功率的理解與計算預測2機械能守恒定律的應用預測3功能關系、能量轉(zhuǎn)化守恒定律的綜合應用1.(2017·濰坊模擬)質(zhì)量為m＝2kg的物體沿水平面向右做直線運動，t＝0時刻受到一個水平向左的恒力F，如圖甲所示，此后物體的v－t圖象如圖乙所示，取水平向右為正方向，g取10m/s2，則()A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5B.10s末恒力F的瞬時功率為6WC.10s末物體在計時起點左側(cè)4m處D.0～10s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0.6W2.(多選)如圖，直立彈射裝置的輕質(zhì)彈簧頂端原來在O點，O與管口P的距離為2x0，現(xiàn)將一個重力為mg的鋼珠置于彈簧頂端，再把彈簧壓縮至M點，壓縮量為x0，釋放彈簧后鋼珠被彈出，鋼珠運動到P點時的動能為4mgx0，不計一切阻力，下列說法正確的是()A.彈射過程，彈簧和鋼珠組成的系統(tǒng)機械能守恒B.彈簧恢復原長時，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為鋼珠的動能C.鋼珠彈射所到達的最高點距管口P的距離為7x0D.彈簧被壓縮至M點時的彈性勢能為7mgx03.如圖4所示，質(zhì)量mB＝3.5kg的物體B通過下端固定在地面上的輕彈簧與地面連接，彈簧的勁度系數(shù)k＝100N/m。輕繩一端與物體B連接，另一端繞過兩個光滑的輕質(zhì)小定滑輪O1、O2后，與套在光滑直桿頂端E處的質(zhì)量mA＝1.6kg的小球A連接。已知直桿固定不動，桿長L為0.8m，且與水平面的夾角θ＝37°。初始時使小球A靜止不動，與A相連的一段繩子保持水平，此時繩子中的張力F為45N。已知EO1＝0.5m，重力加速度g取10m/s2，繩子不可伸長。現(xiàn)將小球A從靜止釋放。(1)求在釋放小球A之前彈簧的形變量；(2)若直線CO1與桿垂直，求小球A從靜止運動到C點的過程中繩子拉力對小球A所做的功；(3)求小球A運動到直桿底端D點時的速度大小。動量定理和動能定理的應用【真題示例1】(多選)(2017·全國卷Ⅲ，20)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示，則()A.t＝1s時物塊的速率為1m/sB.t＝2s時物塊的動量大小為4kg·m/sC.t＝3s時物塊的動量大小為5kg·m/sD.t＝4s時物塊的速度為零【真題示例2】(2017·全國卷Ⅱ，24)為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1<s0)處分別設置一個擋板和一面小旗，如圖所示。訓練時，讓運動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時，運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓練要求當冰球到達擋板時，運動員至少到達小旗處。假定運動員在滑行過程中做勻加速運動，冰球到達擋板時的速度為v1。重力加速度為g。求：(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)；(2)滿足訓練要求的運動員的最小加速度。預測1動能定理的應用預測2動量定理的應用預測3動能定理、動量定理的綜合應用1.(多選)一物體靜止在粗糙水平面上，某時刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用開始沿水平方向做直線運動，已知在第1s內(nèi)合力對物體做的功為45J，在第1s末撤去拉力，物體整個運動過程的v－t圖象如圖所示，g取10m/s2，則()A.物體的質(zhì)量為5kgB.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1C.第1s內(nèi)摩擦力對物體做的功為60JD.第1s內(nèi)拉力對物體做的功為60J2.(多選)(2017·陜西省寶雞市高三教學質(zhì)量檢測)如圖所示，用高壓水槍噴出的強力水柱沖擊右側(cè)的煤層。設水柱直徑為D，水流速度為v，方向水平，水柱垂直煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度為零。高壓水槍的質(zhì)量為M，手持高壓水槍操作，進入水槍的水流速度可忽略不計，已知水的密度為ρ。下列正確的是()A.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為ρvπD2B.高壓水槍的功率為eq\f(1,8)ρπD2v3C.水柱對煤層的平均沖力為eq\f(1,4)ρπD2v2D.手對高壓水槍的作用力水平向右3.如圖所示，輕繩長為l，豎直懸掛質(zhì)量為M的擺球，在最低點A經(jīng)兩次打擊后到達圓周最高點C，若第一次平均打擊力為10N，擺球恰升到水平位置OB處，則第二次平均打擊力至少應該為多大，才能使擺球上升到最高點？(設兩次打擊時間相等且極短)動量觀點和能量觀點的綜合應用【真題示例1】(2017·全國卷Ⅰ，14)將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃氣噴出后的瞬間，火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)()A.30kg·m/s B.5.7×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/s D.6.3×102kg·m/s【真題示例2】(2017·天津理綜，10)如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細繩相連，跨放在質(zhì)量不計的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA＝2kg、mB＝1kg。初始時A靜止于水平地面上，B懸于空中?，F(xiàn)將B豎直向上再舉高h＝1.8m(未觸及滑輪)，然后由靜止釋放。一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸。取g＝10m/s2，空氣阻力不計。求：(1)B從釋放到細繩剛繃直時的運動時間t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始時B離地面的高度H。預測1動量守恒定律的應用預測2與動量守恒定律相關的臨界問題預測3動量觀點和能量觀點的綜合應用1.(2017·云南玉溪一中模擬)在一水平支架上放置一個質(zhì)量m1＝0.98kg的小球A，一顆質(zhì)量為m0＝20g的子彈以v0＝300m/s的水平速度擊中小球A并留在其中。之后小球A水平拋出恰好落入迎面駛來的沙車中，已知沙車的質(zhì)量m2＝2kg，沙車的速度v1＝2m/s，水平面光滑，不計小球與支架間的摩擦。(1)若子彈打入小球A的過程用時Δt＝0.01s，求子彈與小球間的平均作用力大?。?2)求最終沙車B的速度。2.(2017·西安一中模擬)光滑水平面上，用輕質(zhì)彈簧連接的質(zhì)量為mA＝2kg、mB＝3kg的A、B兩物體都處于靜止狀態(tài)，此時彈簧處于原長狀態(tài)。將質(zhì)量為mC＝5kg的物體C，從半徑R＝3.2m的eq\f(1,4)光滑圓弧軌道最高點由靜止釋放，如圖所示，圓弧軌道的最低點與水平面相切，B與C碰撞后粘在一起運動。求：(1)B、C碰撞剛結(jié)束時的瞬時速度的大??；(2)在以后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能。3.(2017·肇慶高中畢業(yè)班一模)如圖，質(zhì)量M＝1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質(zhì)量為0.5kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點并與彈簧的右端接觸，此時彈簧處于原長?，F(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點(彈簧仍在彈性限度內(nèi))，推力做功WF＝4J，撤去F后，P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下。已知Q與小車表面間動摩擦因數(shù)μ＝0.1。(取g＝10m/s2)求：(1)P剛要與Q碰撞前的速度是多少？(2)Q剛在小車上滑行時的初速度v0是多少？(3)為保證Q不從小車上滑下，小車的長度至少為多少？《動量觀點與能量觀點在力學中的應用》學情分析本節(jié)課的教學對象高三的學生，該階段的學生已經(jīng)具備了較高的物理學素養(yǎng)，有較高的空間想象能力和邏輯推理能力，對各種研究物理問題的方法已經(jīng)熟練掌握，但是在有限的時間內(nèi)拿不準用力學觀點，或是用能量的觀點，還是用動量的觀點去解決問題，尤其是在理綜考試的過程中，結(jié)果即花費了時間又拿不到應得的分。原因在于學生對力和運動的規(guī)律、動能定理、動量定理等沒有深刻地理解?！秳恿坑^點與能量觀點在力學中的應用》效果分析1.本節(jié)課溫故知新，激發(fā)了學生的學習興趣。2.采用類比方式將抽象的知識形象化，有助學生理解。3.鼓勵學生積極主動參與課堂、大膽質(zhì)疑，課堂更具有了針對性。4.巧妙地設立目標，采用問題驅(qū)動式模式，鋪設較緩的梯度，提高了學生對知識的吸收率。5.知識點訓練具體詳細，及時消滅認識上的誤區(qū)。6.強化了學生的整體意識，得分意識?！秳恿坑^點與能量觀點在力學中的應用》教材分析《動量觀點與能量觀點在力學中的應用》是高三二輪復習的專題內(nèi)容。教材在編排的過程中1.理清運動中功與能的轉(zhuǎn)化與量度的關系，結(jié)合受力分析、運動過程分析，熟練地應用動量定理和動能定理解決問題。

2.引導學生深刻理解功能關系，綜合應用動量守恒定律和能量守恒定律，結(jié)合動力學方程解決多運動過程的問題。

3.“1種物理思想和3種方法”(1)守恒的思想。(2)守恒法、轉(zhuǎn)化法、轉(zhuǎn)移法。

4.辨明了“3個易錯易混點”(1)動量和動能是兩個和速度有關的不同概念。(2)系統(tǒng)的動量和機械能不一定同時守恒。(3)不是所有的碰撞都滿足機械能守恒。動量觀點與能量觀點的應用隨堂檢測1．一物體靜止在粗糙水平地面上?，F(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v。對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則()A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf1 2．如圖，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。質(zhì)點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg，g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功。則()A．W＝eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點恰好可以到達Q點B．W＞eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點不能到達Q點C．W＝eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點到達Q點后繼續(xù)上升一段距離D．W＜eq\f(1,2)mgR，質(zhì)點到達Q點后繼續(xù)上升一段距離3．如圖所示，水平傳送帶兩端點A、B間的距離為l，傳送帶開始時處于靜止狀態(tài)。把一個小物體放到右端的A點，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1。隨后讓傳送帶以v2的速度勻速運動，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對傳送帶為v1的速度勻速從A滑行到B，這一過程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2。下列關系中正確的是() A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2，Q1＝Q24．將一長木板靜止放在光滑的水平面上，如圖甲所示，一個小鉛塊(可視為質(zhì)點)以水平初速度v0由木板左端向右滑動，到達右端時恰能與木板保持相對靜止?，F(xiàn)將木板分成A和B兩段，使B的長度和質(zhì)量均為A的2倍，并緊挨著放在原水平面上，讓小鉛塊仍以初速度v0由木板A的左端開始向右滑動，如圖乙所示。若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變，則下列有關說法正確的是() A．小鉛塊將從木板B的右端飛離木板 B．小鉛塊滑到木板B的右端前就與木板B保持相對靜止 C．甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等 D．圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量5．利用彈簧彈射和皮帶傳動裝置可以將工件運送至高處。如圖3所示，已知傳送軌道平面與水平方向成37°角，傾角也是37°的光滑斜面軌道固定于地面且與傳送軌道良好對接，彈簧下端固定在斜面底端，工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25。皮帶傳動裝置順時針勻速轉(zhuǎn)動的速度v＝4m/s，兩輪軸心相距L＝5m，B、C分別是傳送帶與兩輪的切點，輪緣與傳送帶之間不打滑。現(xiàn)將質(zhì)量m＝1kg的工件放在彈簧上，用力將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，工件離開斜面頂端滑到皮帶上的B點時速度v0＝8m/s，A、B間的距離x＝1m。工件可視為質(zhì)點，g取10m/s2。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求： (1)彈簧的最大彈性勢能； (2)工件沿傳送帶上滑的時間。6．如圖4所示，半徑R＝0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點，O為圓弧圓心，D為圓弧最低點。斜面體ABC固定在地面上，頂端B安裝一定滑輪，一輕質(zhì)軟細繩跨過定滑輪(不計滑輪摩擦)分別連接小物塊P、Q(兩邊細繩分別與對應斜面平行)，并保持P、Q兩物塊靜止。若P、C間距為L1＝0.25m，斜面MN足夠長，物塊P質(zhì)量m1＝3kg，與MN間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(1,3)。求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2) (1)燒斷細繩后，物塊P第一次到達D點時對軌道的壓力大??； (2)物塊P在MN斜面上滑行的總路程。7．如圖5所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下，擺到最低點D處，擺線剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點向右做勻減速運動，到達小孔A進入半徑R＝0.3m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當擺球進入圓軌道立即關閉A孔。已知擺線長L＝2m，θ＝60°，小球質(zhì)量為m＝0.5kg，D點與小孔A的水平距離s＝2m，g取10m/s2。 (1)擺線能承受的最大拉力為多大？ (2)要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道，求擺球與粗糙水平面間動摩擦因數(shù)μ的范圍。8．如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時刻小孩將冰塊以相對冰面3m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h＝0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1＝30kg，冰塊的質(zhì)量為m2＝10kg，小孩與滑板始終無相對運動。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)求斜面體的質(zhì)量；(2)通過計算判斷冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？ 《動量觀點與能量觀點在力學中的應用》課后反思本節(jié)課采用了多樣化的教學方式，幫助學生做好了一下幾個方面：1.理清運動中功與能的轉(zhuǎn)化與量度的關系，結(jié)合受力分析、運動過程分析，