高中物理选修3-5全套教案(人教版)(精心整理)
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第十六章动量守恒定律新课标要求1、内容标准(1)探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞;(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题,知道动量守恒定律的普遍意义;例1:火箭的发射利用了反冲现象。
例2:收集资料,了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。
2、活动建议16.1 实验:探究碰撞中的不变量三维教学目标1、知识与技能(1)明确探究碰撞中的不变量的基本思路;(2)掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法;(3)掌握实验数据处理的方法。
2、过程与方法(1)学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法;(2)学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
3、情感、态度与价值观(1)通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性;(2)通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识;(3)在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力;(4)在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
教学重点:碰撞中的不变量的探究。
教学难点:实验数据的处理。
教学方法:启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等。
教学过程:第一节探究碰撞中的不变量(一)引入演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2)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)。
课题16.4碰撞与类碰撞课型新授课课时 1教学目标掌握解决碰撞问题的方法教学重点难点掌握解决动量中的碰撞问题和类似于碰撞问题的方法教学准备多媒体教学过程一、一般意义上的碰撞如图所示,光滑水平面上两个质量分别为m1、m2小球相碰。
这种碰撞可分为正碰和斜碰两种,在高中阶段只研究正碰。
正碰又可分为以下几种类型:1、完全弹性碰撞:碰撞时产生弹性形变,碰撞后形变完全消失,碰撞过程系统的动量和机械能均守恒2、完全非弹性碰撞:碰撞后物体粘结成一体或相对静止,即相互碰撞时产生的形变一点没有恢复,碰撞后相互作用的物体具有共同速度,系统动量守恒,但系统的机械能不守恒,此时损失的最多。
3、一般的碰撞:碰撞时产生的形变有部分恢复,此时系统动量守恒但机械能有部分损失。
例:在光滑水平面上A、B两球沿同一直线向右运动,A追上B发生碰撞,碰前两球动量分别为smkgPA/12⋅=、smkgPB/13⋅=,则碰撞过程中两物体的动量变化可能的是()A、smkgPA/3⋅-=∆,smkgPB/3⋅=∆B、smkgPA/4⋅=∆,smkgPB/4⋅-=∆C、smkgPA/5⋅-=∆,smkgPB/5⋅=∆D、smkgPA/24⋅-=∆,smkgPB/24⋅=∆[析与解]:碰撞中应遵循的原则有:1、统动量守恒原则:即0=∆+∆BAPP。
此题ABCD选项均符合2、物理情景可行性原则:(1)、碰撞前,A 追上B 发生碰撞,所以有碰前B A v v >(2)、碰撞时,两球之间是斥力作用,因此前者受到的冲量向前,动量增加;后者受到的冲量向后,动量减小,既0<∆A P ,0>∆B P 。
此题B 选项可以排除 (3)、碰撞后,A 球位置在后,所以有''B A v v >3、系统能量守恒原则:在碰撞中,若没有能量损耗,则系统机械能守恒;若能量有损失,则系统的机械能减小;而系统的机械能不可能增加。
一般而言,碰撞中的重力势能不变, 所以有'+'=+KB KA KB KA E E E E 。
16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法.2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2)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.师: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.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师: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1.实验探究的基本思路1.1 一维碰撞师: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.课件:碰撞演示如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.如两球的质量m A=m B,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;如果m A>m B,碰后A、B两球一起向右摆动;如果m A 〈m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师: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m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 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m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①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”. ②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. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 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;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师:测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。
16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2)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.师: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.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师: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1.实验探究的基本思路1.1 一维碰撞师: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.课件:碰撞演示如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.如两球的质量m A=m B,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A <m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师: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m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 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m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①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”.②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. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 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;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度.师:测量物体的速度可以有哪些方法?生:讨论。
16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2)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.师: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.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师: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1.实验探究的基本思路1.1 一维碰撞师: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.课件:碰撞演示如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.如两球的质量mA=mB,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;如果mA>mB,碰后A、B两球一起向右摆动;如果mA<mB,碰后A球反弹、B球向右摆动.师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A、B两球碰撞后,速度发生了变化,当A、B两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师: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.v'、设两个物体的质量分别为m1、m2,碰撞前它们速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为1v'.2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m的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①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”. ②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. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 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;2.2 用天平测量物体的质量; 2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师:测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。
第一章动量守恒研究新课标要求(1)探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞;(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题,知道动量守恒定律的普遍意义;例1:火箭的发射利用了反冲现象。
例2:收集资料,了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
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。
1、动量及其变化(1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。
记为p=mv 单位:kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点:①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。
大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:1、定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出:动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下:Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 矢量差例1:一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?2、动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化(2)公式:Ft =m'v-mv ='p-p让学生来分析此公式中各量的意义:其中F是物体所受合外力,mv是初动量,m'v是末动量,t是物体从初动量变化到末动量所需时间,也是合外力F作用的时间。
教学过程一、一般意义上的碰撞如图所示,光滑水平面上两个质量分别为m1、m2小球相碰。
这种碰撞可分为正碰和斜碰两种,在高中阶段只研究正碰。
正碰又可分为以下几种类型:1、完全弹性碰撞:碰撞时产生弹性形变,碰撞后形变完全消失,碰撞过程系统的动量和机械能均守恒2、完全非弹性碰撞:碰撞后物体粘结成一体或相对静止,即相互碰撞时产生的形变一点没有恢复,碰撞后相互作用的物体具有共同速度,系统动量守恒,但系统的机械能不守恒,此时损失的最多。
3、一般的碰撞:碰撞时产生的形变有部分恢复,此时系统动量守恒但机械能有部分损失。
例:在光滑水平面上A、B两球沿同一直线向右运动,A追上B发生碰撞,碰前两球动量分别为smkgPA/12⋅=、smkgPB/13⋅=,则碰撞过程中两物体的动量变化可能的是()A、smkgPA/3⋅-=∆,smkgPB/3⋅=∆B、smkgPA/4⋅=∆,smkgPB/4⋅-=∆C、smkgPA/5⋅-=∆,smkgPB/5⋅=∆D、smkgPA/24⋅-=∆,smkgPB/24⋅=∆[析与解]:碰撞中应遵循的原则有:1、统动量守恒原则:即0=∆+∆BAPP。
此题ABCD选项均符合2、物理情景可行性原则:(1)、碰撞前,A追上B发生碰撞,所以有碰前BAvv>(2)、碰撞时,两球之间是斥力作用,因此前者受到的冲量向前,动量增加;后者受到的冲量向后,动量减小,既0<∆AP,0>∆BP。
此题B选项可以排除(3)、碰撞后,A球位置在后,所以有''BAvv>3、系统能量守恒原则:在碰撞中,若没有能量损耗,则系统机械能守恒;若能量有损失,则系统的机械能减小;而系统的机械能不可能增加。
一般而言,碰撞中的重力势能不变,所以有'+'=+KBKAKBKAEEEE。
此题中D选项可以排除。
综上所述,本题正确答案为(A、C)二、类碰撞中绳模型例:如图所示,光滑水平面上有两个质量相等的物体,其间用一不可伸长的细绳相连,开始B静止,A具有smkgPA/4⋅=(规定向右为正)的动量,开始绳松弛,那么在绳拉紧的过程中,A 、B 动量变化可能是( ) A 、s m kg P A /4⋅-=∆,s m kg P B /4⋅=∆ B 、s m kg P A /2⋅=∆,s m kg P B /2⋅-=∆ C 、s m kg P A /2⋅-=∆,s m kg P B /2⋅=∆ D 、s m kg P P B A /2⋅=∆=∆[析与解]:绳模型中两物体组成的系统同样要满足上述的三个原则,只是在第2个原则中,由于绳对两个小球施加的是拉力,前者受到的冲量向后,动量减小;后者受到的冲量向前,动量增加,当两者的速度相等时,绳子的拉力为零,一起做匀速直线运动。
物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律 16.1 动量守恒定律(一)1.动量及其变化(1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。
记为p=mv . 单位:kg ·m/s 读作“千克米每秒”。
①矢量性:动量的方向与速度方向一致。
动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′,则称:△p= p ′-p 为物体在该过程中的动量变化。
强调指出:动量变化△p 是矢量。
方向与速度变化量△v 相同。
一维情况下:Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差 2.系统 内力和外力(1)系统:相互作用的物体组成系统。
(2)内力:系统内物体相互间的作用力 (3)外力:外物对系统内物体的作用力 3.动量守恒定律(1)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:m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′(2)注意点:① 研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。
② 矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的)④ 条件:系统不受外力,或受合外力为0。
要正确区分内力和外力;当F 内>>F 外时,系统动量可视为守恒;16.2动量守恒定律(二) 1.分析动量守恒定律成立条件有: 答:①F 合=0(严格条件) ②F 内 远大于F 外(近似条件)③某方向上合力为0,在这个方向上成立。
22112211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。
2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)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。
16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2)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.师: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.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师: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 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞师: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. 课件:碰撞演示如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞,碰后B 球摆幅为β角.如两球的质量m A =m B ,碰后A 球静止,B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度;如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A <m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师: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m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 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m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①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”.②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.2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 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;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度.师:测量物体的速度可以有哪些方法?生:讨论。
第一章动量守恒研究新课标要求(1)探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞;(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题,知道动量守恒定律的普遍意义;例1:火箭的发射利用了反冲现象。
例2:收集资料,了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
1(kg·m/s读作“千克米每秒”。
力学概念。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
综上所述:量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:1、定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p2、指出:动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下:Δp=mΔυ=mυ2-mΔυ1矢量差例1:一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?2、动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化(2)公式:Ft=m'v-mv='p-p让学生来分析此公式中各量的意义:其中F是物体所受合外力,mv是初动量,m'v是末动量,t是物体从初动量变化到末动量所需时间,也是合外力F作用的时间。
(3)单位:F的单位是N,t的单位是s,p和'p的单位是kg·m/s(kg·ms-1)。
(4)动量定理不仅适用恒力作用,也适用变力作用的情况(此时的力应为平均作用力)(5)动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观现象和高速运动仍然适用.前面我们通过理论推导得到了动量定理的数学表达式,下面对动量定理作进一步的理解。