2019-2020年高中物理 第一章12 《動量 動量守恒定律》教案 粵教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第一章12 《動量 動量守恒定律》教案 粵教版選修3-5 ★新課標要求 （一）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 （二）過程與方法 在理解動量守恒定律的確切含義的基礎上正確區(qū)分內力和外力 （三）情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)邏輯思維能力，會應用動量守恒定律分析計算有關問題 ★教學重點 動量的概念和動量守恒定律 ★教學難點 動量的變化和動量守恒的條件． ★教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 ★教學用具： 投影片，多媒體輔助教學設備 ★課時安排 1 課時 ★教學過程 （一）引入新課 上節(jié)課的探究使我們看到，不論哪一種形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不變，因此mυ很可能具有特別的物理意義。 （二）進行新課 1．動量（momentum）及其變化 （1）動量的定義：物體的質量與速度的乘積，稱為(物體的)動量。記為p=mv. 單位：kgm/s讀作“千克米每秒”。 理解要點： ①狀態(tài)量：動量包含了“參與運動的物質”與“運動速度”兩方面的信息，反映了由這兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài)，具有瞬時性。 師：大家知道，速度也是個狀態(tài)量，但它是個運動學概念，只反映運動的快慢和方向，而運動，歸根結底是物質的運動，沒有了物質便沒有運動.顯然地，動量包含了“參與運動的物質”和“運動速度”兩方面的信息，更能從本質上揭示物體的運動狀態(tài)，是一個動力學概念. ②矢量性：動量的方向與速度方向一致。 師：綜上所述：我們用動量來描述運動物體所能產生的機械效果強弱以及這個效果發(fā)生的方向，動量的大小等于質量和速度的乘積，動量的方向與速度方向一致。 （2）動量的變化量： 定義：若運動物體在某一過程的始、末動量分別為p和p′，則稱：△p= p′－p為物體在該過程中的動量變化。 強調指出：動量變化△p是矢量。方向與速度變化量△v相同。 一維情況下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差 【例1（投影）】 一個質量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？ 【學生討論，自己完成。老師重點引導學生分析題意，分析物理情景，規(guī)范答題過程，詳細過程見教材，解答略】 2．系統(tǒng) 內力和外力 【學生閱讀討論，什么是系統(tǒng)？什么是內力和外力？】 （1）系統(tǒng)：相互作用的物體組成系統(tǒng)。 （2）內力：系統(tǒng)內物體相互間的作用力 （3）外力：外物對系統(tǒng)內物體的作用力 〖教師對上述概念給予足夠的解釋，引發(fā)學生思考和討論，加強理解〗 分析上節(jié)課兩球碰撞得出的結論的條件： 兩球碰撞時除了它們相互間的作用力（系統(tǒng)的內力）外，還受到各自的重力和支持力的作用，使它們彼此平衡。氣墊導軌與兩滑塊間的摩擦可以不計，所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力，或說它們所受的合外力為零。 3．動量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）內容：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。這個結論叫做動量守恒定律。 公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ （2）注意點： ① 研究對象：幾個相互作用的物體組成的系統(tǒng)（如：碰撞）。 ② 矢量性：以上表達式是矢量表達式，列式前應先規(guī)定正方向； ③ 同一性（即所用速度都是相對同一參考系、同一時刻而言的） ④ 條件：系統(tǒng)不受外力，或受合外力為0。要正確區(qū)分內力和外力；當F內＞＞F外時，系統(tǒng)動量可視為守恒； 思考與討論： A B 如圖所示，子彈打進與固定于墻壁的彈簧相連的木塊，此系統(tǒng)從子彈開始入射木塊到彈簧壓縮到最短的過程中，子彈與木塊作為一個系統(tǒng)動量是否守恒？說明理由。 分析：此題重在引導學生針對不同的對象（系統(tǒng)），對應不同的過程中，受力情況不同，總動量可能變化，可能守恒。 〖通過此題，讓學生明白：在學習物理的過程中，重要的一項基本功是正確恰當?shù)剡x取研究對象、研究過程，根據(jù)實際情況選用對應的物理規(guī)律，不能生搬硬套?！? 【例2（投影）】 質量為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，已知平板車的質量為90kg，求小孩跳上車后他們共同的速度。 解：取小孩和平板車作為系統(tǒng)，由于整個系統(tǒng)所受合外為為零，所以系統(tǒng)動量守恒。 規(guī)定小孩初速度方向為正，則： 相互作用前：v1=8m/s，v2=0， 設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 m1v1=(m1+m2) v′ 解得 v′==2m/s， 數(shù)值大于零，表明速度方向與所取正方向一致。 （三）課堂小結 教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。 學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。 點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。 教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。 課后補充練習 1．（xx年全國春季高考試題）在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質量為15000 kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一輛質量為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 A．小于10 m/s B．大于10 m/s小于20 m/s C．大于20 m/s小于30 m/s D．大于30 m/s小于40 m/s 2．如圖所示，A、B兩物體的質量比mA∶mB=3∶2，它們原來靜止在平板車C上，A、B間有一根被壓縮了的彈簧，A、B與平板車上表面間動摩擦因數(shù)相同，地面光滑.當彈簧突然釋放后，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 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，關于槍、彈、車，下列說法正確的是 A．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 D．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．甲乙兩船自身質量為120 kg，都靜止在靜水中，當一個質量為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=_______. 5．（xx年高考試題）質量為M的小船以速度v0行駛，船上有兩個質量皆為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. 6．如圖所示，甲車的質量是2 kg，靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個質量為1 kg的小物體.乙車質量為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0.2，則物體在乙車上表面滑行多長時間相對乙車靜止?（g取10 m/s2） 參考答案： 1．A 2．BC 3．D 4．5∶4 5．因均是以對地（即題中相對于靜止水面）的水平速度，所以先后躍入水中與同時躍入水中結果相同. 設小孩b躍出后小船向前行駛的速度為v，取v0為正向，根據(jù)動量守恒定律，有 （M+2m）v0=Mv+mv-mv 解得：v=（1+）v0 6．乙與甲碰撞動量守恒： m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′ 小物體m在乙上滑動至有共同速度v，對小物體與乙車運用動量守恒定律得 m乙v乙′=（m+m乙）v 對小物體應用牛頓第二定律得a=μg 所以t=v/μg 代入數(shù)據(jù)得t=0.4 s