动量守恒定律教案通用七篇。
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动量守恒定律教案(篇1)
动量守恒定律是物理学中的一个基本概念,它描述了在没有外力作用下,系统的总动量保持不变。这个定律有着广泛的应用,例如在汽车碰撞、运动器械、体育运动等方面。了解和理解这个定律对于学生的物理学习至关重要。本教案将就动量守恒定律的基本原理、实验演示和习题训练进行详细的讲解,帮助学生掌握这一重要的概念。
一、动量守恒定律的基本原理(300字)
动量守恒定律指出:当一个物体没有外力作用时,其动量保持不变。即初始时刻的总动量等于最终时刻的总动量。这意味着物体在运动过程中,如果没有受到外力的作用,它的速度和质量不会发生改变。这是因为动量是由质量和速度决定的,而没有外力作用意味着没有加速度,也就没有速度的变化。
二、实验演示(400字)
为了帮助学生更好地理解动量守恒定律,我们可以进行一些简单的实验演示。
1. 弹射球实验:准备一个小球弹射器和两个相同质量的小球。将其中一个小球放在弹射器上,发射它。观察到小球向前运动,并且弹射器向后运动。然后将两个小球都放在弹射器上并发射,观察到其中一个小球向前运动,而另一个小球则朝相反方向运动。这是因为发射出去的小球具有一定的动量,并且弹射器在发射时也获得了相反方向上的动量,从而满足了动量守恒定律。
2. 弹簧碰撞实验:准备两个相同的弹簧和两个小球。将一个小球固定在桌子上,将弹簧挂在另一个小球上方并使其与固定球接触。然后放开弹簧,观察到弹簧与固定球碰撞后的运动情况。我们会发现,弹簧与固定球碰撞后反弹,但两个小球的总动量保持不变。这也是动量守恒定律的体现。
三、习题训练(400字)
为了巩固学生对于动量守恒定律的理解,我们可以提供一些习题进行训练。
1. 一个物体在空中自由下落,没有外力作用,其动量是否守恒?为什么?
2. 两个物体质量分别为2kg和4kg,分别以5m/s和3m/s的速度向相反方向运动。它们碰撞后的速度分别是多少?
3. 一个射击运动员正在一个靶前练习,他射出的子弹质量为10g,速度为400m/s。靶的质量为100kg,靶被击中后以多大的速度向后运动?
通过这些习题,学生可以通过计算的方式验证动量守恒定律,并提高应用公式的能力。
动量守恒定律的理解和应用是物理学中的基础知识,对于学生的科学素养和实际生活中的问题解决能力有着重要的影响。通过对动量守恒定律的基本原理的讲解,实验演示的示范以及习题训练的训练,学生可以更好地掌握这一概念,并将其应用到更具体的情境中。
动量守恒定律教案(篇2)
各位老师好:
今天我说课的内容是高一物理《动量守恒定律》,下面我将从以下五个方面进行详细汇报。
一、说教材
1、地位与作用
利用动量的观点解决物理问题是高中物理重要的解题方法之一,它被广泛的应用在力学、热学、电学、光学及原子物理各章中,有很强的综合性。而动量守恒定律是自然界最重要的普遍规律之一,也是动量一章的核心内容。动量守恒定律与机械能、电学知识的综合应用,对训练学生思维、培养解题能力有很大作用。
在初中教材中没有涉及动量的概念,所以对高一学生来说动量守恒定律还是一个新知识。针对这种情况,教学中应注重对定律内容及适用条件的理解,帮助他们树立动量解题的观点,培养学生的分析、推理总结归纳能力,为综合能力的培养奠定基础。
基于以上分析,我确定本节如下教学目标:
2、教学目标的确立
教学大纲对动量守恒定律的要求是B级,本节教材内容包括守恒定律的导出和守恒条件的确定及对其适用的普遍性的理解。根据以上内容确定了本节的知识目标。
知识目标:
(1)理解动量守恒定律的内容及适用条件,会在具体问题中判断动量是否守恒,知道它是自然界中普遍适用的规律。
(2)知道沿同一直线相互作用的两物体的动量守恒定律的推导,进一步理解动量定理。
(3)初步学会用动量守恒定律解决简单问题。
守恒定律的得出是建立在实验验证和理论推导基础上的。在本节的教学中安排了气垫导轨实验和用动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律。基于以上内容确定了本节的能力目标。
能力目标:
(1)使学生学会研究物理问题的基本方法,即实验探索法和理论推导论证法。
(2)培养学生利用旧知识获取新知识的能力。
(3)培养学生观察实验,总结物理规律的能力。
动量守恒定律是物体之间相互作用的规律,用动量建立起物体之间的普遍联系,较好的利用普遍联系的观点去解决物理问题,能够体现出学生良好的思维品质,因此我确立了本节的德育目标。
德育目标:
(1)帮助学生树立普遍联系的观点
(2)培养学生良好的思维品质
3、重点难点的确定:
动量守恒定律的得出,一方面通过理论来推导,另一方面通过实验来验证,而这恰恰是我们认识物理规律的两种基本方法。因此,守恒定律的得出应是本节课的重点,它不但可以培养学生实验推理能力,也能使学生学会科学的研究方法。
动量守恒定律虽然是自然界中一个重要的普遍规律,但它的应用也要具备一定条件,初学者往往对守恒条件判定不准而乱套公式出现错误,尤其是对内力远远大于外力,判定更感觉困难,因此,守恒条件的判定是本节课的难点。
二、说教学方法
本节讲的是新课,因此采取的主要方法是讲授法,另外,配合本节课教学内容,还采用了实验探索法、理论推导论证法、多媒体辅助教学法。通过启发式教学充分体现学生主体地位。利用气垫导轨实验,它即能直观反应动量守恒定律,同时也能使学生学会用实验探索物理规律的科学方法,在多媒体辅助教学中,通过运动过程的模拟和实际物体碰撞录像的播放,更能增加对动量实恒定律的感性认识,多种方法融为一体,使学生通过动脑、动口、动手、积极参与教学过程,最大限度的培养学生能力。
三、说学法指导
1、通过气垫导轨实验,教学生用实验探索物理规律的方法。
实验过程中应根据高一学生的认识和思维发展水平,注意根据研究的问题,确定观察的重点,培养学生进行有序观察。并对观察现象进行合理分析,整理归纳形成理性认识,完成认识上的飞跃。
2、教学生用已学理论推导新的物理规律的方法
通过动量定理和牛顿第三定律,来推导动量守恒定律就是教给学生这种方法,这种方法即可以训练学生思维,又可以培养学生归纳整理能力,在很多物理规律的研究中都采用了这种方法。
下面我来具体说一下教学过程:
四、说教学过程
1、引入
通过对动量定理内容的提问,巩固上一节课知识并通过它反映的是一个物体所受的外力冲量和动量变化的规律,提出问题,如果两个物体发生相互作用,它们的动量变化是怎样的呢?冰面上两个静止的小孩互推后,他们的动量都发生变化,他们的动量变化又满足什么样的规律呢?由一个物体动量变化引入到相互作用物体动量变化,创设物理情境,引出本节知识。
2、新课教学
在教学安排上,我没有完全按讲义的做法,由简单实验现象分析得出初步结论,然后再用理论推导,而是做了以下调整:首先是把粗糙的小车实验改为较精确的气垫导轨上两滑块相互作用实验,其次是采用了先用理论推导后再用实验验证的方式。
首先提出研究的问题:光滑水平面上两物块发生碰撞,它们总的动量是怎样变化的,由学生自己推导。由牛顿第三定律和动量定理推出它们前后总动量是相等的,然后实际真是这样吗?把学生的注意力引导到气垫导轨的`碰撞实验来,这样即可以培养学生利用旧知识获取新知识的能力,又能通过理论结果,激发他们实验的兴趣。
实验分三种情况:
(1)两等质量静止滑块由中央弹片弹开。
(2)滑块以一定速度撞击另一静止滑块并粘到一起。
(3)两质量速度均不同的滑块碰后以不同速度运动。
从多种情况的分析,验证动量守恒定律
从理论推导到实验验证,既渗透了研究物理问题的基本方法,也有效的突出了本节课的重点。
知识内容的最后一部分就是动量守恒定律,守恒定律的内容通过前面的结论由学生自己总结,以便更好地培养学生的总结归纳能力。在守恒条件的教学上,教师应讲授好内力和外力的概念,在内力远远大于外力的问题上,应渗透理想化的观点以突破难点,在守恒定律普遍性的教学中,让学生们观看录像,其内容包括:台球的碰撞(正碰斜碰)、货车的结合、炸弹爆炸、火箭升空、微观粒子的碰撞,意图在于通过直观生动的画面加深对守恒定律的条件及其普遍性的认识,并激发学生的学习兴趣。
3、巩固练习:
分两部分:第一部分是守恒定律条件的判定,其中(1)、(2)小题是有关外力是否为零的问题,(3)是内力远远大于外力的问题,(4)题则是论证多个物体组成系统的动量是否守恒问题,逐层加深,强化对守恒条件的认识。
第二部分通过人跳离船后对船的速度方向及大小的分析,初步练习用动量守恒定律解题,为下一节动量守恒定律的应用做铺垫。
4、小结:由同学归纳本节主要内容
五、板书设计
为了更好的体现本节教学内容、突出重点,便于学生理解和记忆,板书设计如下:
略
动量守恒定律教案(篇3)
碰撞中的动量守恒
1.实验目的、原理
(1)实验目的
运用平抛运动的知识分析、研究碰撞过程中相互作用的物体系动量守恒
(2)实验原理
(a)因小球从斜槽上滚下后做平抛运动,由平抛运动知识可知,只要小球下落的高度相同,在落地前运动的时间就相同,若用飞行时间作时间单位,小球的水平速度在数值上就等于小球飞出的水平距离.
(b)设入射球、被碰球的质量分别为m
1、m2,则入射球碰撞前动量为(被碰球静止)p1=m1v1①
设碰撞后m1,m2的速度分别为v’
1、v’2,则碰撞后系统总动量为
p2=mlV’1+m2v’2②
只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离,代入①、②两式就可研究动量守恒.
2.买验器材
斜槽,两个大小相同而质量不等的小钢球,天平,刻度尺,重锤线,白纸,复写纸,三角板,圆规.
3.实验步骤及安装调试
(1)用天平测出两个小球的质量ml、m2.
(2)按图5—29所示安装、调节好实验装置,使斜槽末端切
线水平,将被碰小球放在斜槽末端前小支柱上,入射球放在斜
槽末端,调节支柱,使两小球相碰时处于同一水平高度,且在
碰撞瞬间入射球与被碰球的球心连线与斜槽末端的切线平
行,以确保正碰后两小球均作平抛运动.
(3)在水平地面上依次铺放白纸和复写纸.
(4)在白纸上记下重锤线所指的位置O,它表示入射球m1碰
撞前的位置,如图5—30所示.
(5)移去被碰球m2,让入射球从斜槽上同一高度滚下,重复10次左右,用圆规画尽可能小的圆将所有的小球落点圈在里面,其圆心即为人射球不发生碰撞情况下的落点的平均位置P,如图5—31所示.
(6)将被碰小球放在小支柱上,让入射球从同一高度滚下,使它们发生正碰,重复10次左右,同理求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.
(7)过O、N作一直线,取O0’=2r(r为小球的半径,可用刻度尺和三角板测量小球直径计算厂),则O’即为被碰小球碰撞前的球心的位置(即投影位置).(8)用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度.则系统碰撞前的动量可表示为p1=m1·OP,系统碰撞后的总动量可表示为p2=m1·OM+m2·O'N
若在误差允许范围内p1与p2相等,则说明碰撞中动量守恒.(9)整理实验器材,放回原处.
4.注意事项
(1)斜槽末端切线必须水平.
说明:调整斜槽时可借助水准仪判定斜槽末端是否水平.
(2)仔细调节小立柱的高度,使两小球碰撞时球心在同一高度,且要求两球球心连线与斜槽末端的切线平行。
(3)使小支柱与槽口的距离等于2r(r为小球的半径)
(4)入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下.
说明:在具体操作时,斜槽上应安装挡球板.
(5)入射球的质量(m1)应大于被碰小球的质量(m2).
(6)地面须水平,白纸铺放好后,在实验过程中不能移动白纸.
5.数据处理及误差分析
(1)应多次进行碰撞,两球的落地点均要通过取平均位置来确定,以减小偶然误差.
(2)在实验过程中,使斜槽末端切线水平和两球发生正碰,否则两小球在碰后难以作平抛运动.
(3)适当选择挡球板的位置,使入射小球的释放点稍高.
说明:入射球的释放点越高,两球相碰时作用力越大,动量守恒的误差越小,且被直接测量的数值OM、0IP、0N越大,因而测量的误差越小.
一.目的要求
1.用对心碰撞特例检验动量守恒定律;
2.了解动量守恒和动能守恒的条件;
3.熟练地使用气垫导轨及数字毫秒计。
二.原理
1.验证动量守恒定律
动量守恒定律指出:若一个物体系所受合外力为零,则物体的总动量保持不变;若物体系所受合外力在某个方向的分量为零,则此物体系的总动量在该方向的分量守恒。
设在平直导轨上,两个滑块作对心碰撞,若忽略空气阻力,则在水平方向上就满足动量守恒定律成立的条件,即碰撞前后的总动量保持不变。
m1u1m2u2m1v1m2v2(6.1) 其中,u
1、u2和v
1、v2分别为滑块m
1、m2在碰撞前后的速度。若分别测出式(6.1)中各量,且等式左右两边相等,则动量守恒定律得以验证。
2.碰撞后的动能损失
只要满足动量守恒定律成立的条件,不论弹性碰撞还是非弹性碰撞,总动量都将守恒。但对动能在碰撞过程中是否守恒,还将与碰撞的性质有关。碰撞的性质通常用恢复系数e表达:
ev2v1(6.2) u1u
2式(6.2)中,v2v1为两物体碰撞后相互分离的相对速度,u1u2则为碰撞前彼此接近的相对速度。
(1)若相互碰撞的物体为弹性材料,碰撞后物体的形变得以完全恢复,则物体系的总动能不变,碰撞后两物体的相对速度等于碰撞前两物体的相对速度,即v2v1u1u2,于是e1,这类碰撞称为完全弹性碰撞。
(2)若碰撞物体具有一定的塑性,碰撞后尚有部分形变残留,则物体系的总动能有所损耗,转变为其他形式的能量,碰撞后两物体的相对速度小于碰撞前的相对速度,即0v2v1u1u2于是,0e1,这类碰撞称为非弹性碰撞。
(3)碰撞后两物体的相对速度为零,即v2v10或v2v1v,两物体粘在一起以后以相同速度继续运动,此时e0,物体系的总动能损失最大,这类碰撞称为完全非弹性碰撞,它是非弹性碰撞的一种特殊情况。
三类碰撞过程中总动量均守恒,但总动能却有不同情况。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的动能损失 Ek(1/2)m1m21e2u1u2/m1m2 。①对于完全弹性碰撞,因2
e1,故Ek0,即无动能损失,或曰动能守恒。②对于完全非弹性碰撞,因e0,故:EkEkM,即,动能损失最大。③对于非完全弹性碰撞,因0e1,故动能损失介于二者之间,即:0EkEkM。
3. m1m2m,且u20的特定条件下,两滑块的对心碰撞。
(1)对完全弹性碰撞,e1,式(6.1)和(6.2)的解为
v10(6.3)v2u1
由式(6.3)可知,当两滑块质量相等,且第二滑块处于静止时,发生完全弹性碰撞的结果,使第一滑块静止下来,而第二滑块完全具有第一滑块碰撞前的速度,“接力式”地向前运动。即动能亦守恒。
以上讨论是理想化的模型。若两滑块质量不严格相等、两挡光物的有效遮光宽度s1及若式(6.3)得到验证,则说明完全弹性碰撞过程中动量守恒,且e1,Ek0,s2也不严格相等,则碰撞前后的动量百分差E1为:E1
动能百分差E2为:E2P2P1P1m2s2t1(6.4) m1s1t22m2s2t121(6.5) 22m1s1t2Ek2Ek1Ek
1若E1及E2在其实验误差范围之内,则说明上述结论成立。
(2)对于完全非弹性碰撞,式(6.1)和(6.2)的解为:
v1v2vu1(6.6)
2若式(6.6)得证,则说明完全非弹性碰撞动量守恒,且e0,其动能损失最大,约为50%。
s1。同样可求得其动考虑到完全非弹性碰撞时可采用同一挡光物遮光,即有:s2
及E2分别为: 量和动能百分差E1
m2t1P2P11E1mt1(6.7) P112
2Ek1m2t1'Ek(6.8)E21'1Ekm1t2
显然,其动能损失的百分误差则为:
m2t1E21mt1(6.9)
12
及E在其实验误差范围内,则说明上述结论成立。 若E1
三.仪器用品
气垫导轨及附件(包括滑块及挡光框各一对),数字毫秒计、物理天平及游标卡尺等。
四.实验内容
1.用动态法调平导轨,使滑块在选定的运动方向上做匀速运动,以保证碰撞时合外力为零的条件(参阅附录2);
2.用物理天平校验两滑块(连同挡光物)的质量m1及m2;
2;3.用游标卡尺测出两挡光物的有效遮光宽度s
1、s2及s
14.在m1m2m的条件下,测完全弹性和完全非弹性碰撞前后两滑块各自通过光电
、t2。 门一及二的时间t
1、t2及t1
五.注意事项
1.严格按照气垫导轨操作规则(见附录2),维护气垫导轨;
2.实验中应保证u20的条件,为此,在第一滑块未到达之前,先用手轻扶滑块(2),待滑块(1)即将与(2)碰撞之前再放手,且放手时不应给滑块以初始速度;
3.给滑块(1)速度时要平稳,不应使滑块产生摆动;挡光框平面应与滑块运动方向一致,且其遮光边缘应与滑块运动方向垂直;
4.严格遵守物理天平的操作规则;
5.挡光框与滑块之间应固定牢固,防止碰撞时相对位置改变,影响测量精度。
六.考查题
1.动量守恒定律成立的条件是什么?实验操作中应如何保证之?
2.完全非弹性碰撞中,要求碰撞前后选用同一挡光框遮光有什么好处?实验操作中如何实现?
3.既然导轨已调平,为什么实验操作中还要用手扶住滑块(2)?手扶滑块时应注意什么?
4.滑块(2)距光电门(2)近些好还是远些好?两光电门间近些好还是远些好?为什么?
动量守恒定律教案(篇4)
1. 引言
力学是揭示物体运动规律的相关学科,也是一个博大精深的学科。在物理学中,力学是一门重要的基础课,涉及的内容也极为广泛。动量守恒定律是力学中一项十分重要的定律,对于我们深入了解物体运动规律有着极大的指导作用。本教案将通过讲解动量守恒定律的定义、应用、实例等方面来帮助学生掌握这一定律的知识,增强学生的物理学习兴趣和动手能力。
2. 课程教学目标
2.1. 知识目标
1) 深入了解动量守恒定律的概念和表达式。
2) 掌握动量守恒定律运用的方法,理解动量守恒定律的物理意义。
3) 能够在具体问题中运用动量守恒定律解决问题。
2.2. 能力目标
通过本课程,学生能够:
1) 发现问题,描述问题,解决问题。
2) 培养学生的观察能力和实践动手能力。
3) 培养学生的物理学习兴趣和实践能力。
3. 课程教学内容
3.1. 动量的概念
动量是一个物体运动时具有的质量和速度相乘的物理量。在力学上,动量可以看做是物体运动过程中的一种保存量。通常表示为p,公式为:p=mv,其中m代表物体质量,v代表物体速度。动量的单位是千克·米/秒。
3.2. 动量守恒定律的概念
动量守恒定律是指在一个系统内,若系统内所有物体合力为零,则系统的总动量守恒不变。也就是说,一旦一个物体的动量发生变化,就会引起其它物体的动量发生相应变化,总动量保持不变。动量守恒定律是力学中一个非常重要的定律,它可以用于解决众多力学问题。
3.3. 动量守恒定律的应用
动量守恒定律在物理上的应用非常广泛,例如:弹性碰撞、非弹性碰撞、动火车问题、车祸问题、跳板问题等。在解决这些问题时,我们可以采用动量守恒定律的方法来计算物体的运动状态,以达到解决问题的目的。
4. 课程教学方法
本教案采用课堂讲解、实验演示和探究性学习等多种教学方法,其中探究性学习是本课程的主要讲解方法。学生将在教师的指引下,自主探究动量守恒定律的概念、应用和实例等方面,通过实验、讨论等互动形式来深入理解动量守恒定律的相关知识。
5. 教学流程
5.1. 引入
通过精心设计的实例引入动量守恒定律的概念,引导学生进入本次课程学习的主题。
5.2. 探究学习
采用探究性学习方法,设计实验让学生通过实践探究动量的概念和守恒定律。
5.3. 分组讨论
让学生按小组分组,讨论如何通过动量守恒定律来解决动力学问题。
5.4. 整体掌握
通过小组讨论,让每一组的学生对探究结果进行总结,让全班同学共同掌握动量守恒定律的知识。
5.5. 拓展学习
通过课堂讲解和实例演示,让学生掌握如何在实际问题中应用动量守恒定律。
5.6. 总结
对本节课的教学内容进行简单总结,并布置相应的作业。
6. 教学评价
本次课程采用探究性学习的方式进行,教师以引导为主,让学生拥有更多的思考和探究的自主性,有利于培养学生的观察能力和实践动手能力。采用小组讨论的方式,让学生在互动交流中自由表达,有利于提高学生的理解能力和表达能力。最后,对学生掌握的知识内容进行检查,确保学生能够确实学会本节课的知识内容。
动量守恒定律教案(篇5)
一、教学目标
1.知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。
2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
二、重点、难点分析
1.重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。 2.难点是动量守恒定律的矢量性。
三、教具
1.气垫导轨、光门和光电计时器,已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)。
2.计算机(程序已输入)。
四、教学过程
(一)引入新课
前面已经学习了动量定理,下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统,在不受外力的情况下,二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化,整个物体系统的动量又将如何?
(二)教学过程设计
1.以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题,进行理论推导。 画图:
设想水平桌面上有两个匀速运动的球,它们的质量分别是m1和m2,速度分别是v1和v2,而且v1>v2。则它们的总动量(动量的矢量和)p=p1+p2=m1v1+m2v2。经过一定时间m1追上m2,并与之发生碰撞,设碰后二者的速度分别为v1'和v2',此时它们的动量的矢量和,即总动量p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'。
板书:p=p1+p2=m1v1+m2v2 p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'
下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和p'有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2,力的作用时间是t。根据动量定理,m1球受到的冲量是F1t=m1v1'-m1v1;m2球受到的冲量是
F2t=m2v2'-m2v2。
根据牛顿第三定律,F1和F2大小相等,方向相反,即F1t=(m2v2'-m2v2) 整理后可得
板书:m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2 或写成
p1'+p2'=p1+p2
就是p'=p 这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。 分析得到上述结论的条件:
两球碰撞时除了它们相互间的作用力(这是系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,但它们彼此平衡.桌面与两球间的滚动摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 2.结论:相互作用的物体所组成的系统,如果不受外力作用,或它们所受外力之和为零。则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
做此结论时引导学生阅读课文。并板书。
∑F外=0时
p'=p 3.利用气垫导轨上两滑块相撞过程演示动量守恒的规律。 (1)两滑块弹性对撞(将弹簧圈卡在一个滑块上对撞)
光电门测定滑块m1和m2第一次(碰撞前)通过A、B光门的时间t1和t2以及第二次(碰撞后)通过光门的时间t1'和t2'。光电计时器记录下这四
个时间。
将t
1、t2和t1'、t2'输入计算机,由编好的程序计算出v
1、v2和v1'、v2'。将已测出的滑块质量m1和m2输入计算机,进一步计算出碰撞前后的动量p
1、p2和p1'、p2'以及前后的总动量p和p'。
由此演示出动量守恒。
注意:在此演示过程中必须向学生说明动量和动量守恒的矢量性问题。因为v1和v2以及v1'和v2'方向均相反,所以p1+p2实际上是|p1|-|p2|=0,同理p1'+p2'实际上是|p1'|-|p2'|。
(2)两滑块完全非弹性碰撞(将弹簧圈取下,两滑块相对面各安装尼龙子母扣)
为简单明了起见,可让滑块m2静止在两光电门之间不动(p2=0),滑块m1通过光门A后与滑块m2相撞,二者粘合在一起后通过光门B。
光门A测出碰前m1通过A时的时间t,光门B测出碰后m1+m2通过B时的时间t'。将t和t'输出计算机,计算出p1和p1'+p2'以及碰前的总动量p(=p1)和碰后的总动量p'。由此验证在完全非弹性碰撞中动量守恒。
(3)两滑块反弹(将尼龙拉扣换下,两滑块间挤压一弹簧片) 将两滑块置于两光电门中间,二者间挤压一弯成∩形的弹簧片(铜片)。同时松开两手,钢簧片将两滑块弹开分别通过光电门A和B,测定出时间t1和t2。
将t1和t2输入计算机,计算出v1和v2以及p1和p2。
引导学生认识到弹开前系统的总动量p0=0,弹开后系统的总动量pt=|p1|-|p2|=0。总动量守恒,其数值为零。
4.例题
甲、乙两物体沿同一直线相向运动,甲的速度是3m/s,乙物体的速度是1m/s。碰撞后甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度的大小都是2m/s。求甲、乙两物体的质量之比是多少?
引导学生分析:对甲、乙两物体组成的系统来说,由于其不受外力,所以系统的动量守恒,即碰撞前后的总动量大小、方向均一样。
由于动量是矢量,具有方向性,在讨论动量守恒时必须注意到其方向性。为此首先规定一个正方向,然后在此基础上进行研究。
板书解题过程,并边讲边写。 板书:
讲解:规定甲物体初速度方向为正方向。则v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1'=-2m/s,v2'=2m/s 根据动量守恒定律应有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'移项整理后可得m1比m2为
代入数值后可得m1/m2=3/5,即甲、乙两物体的质量比为3∶5。 5.练习题
质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车,已知平板车的质量是80kg,求小孩跳上车后他们共同的速度。
分析:对于小孩和平板车系统,由于车轮和轨道间的滚动摩擦很小,可以不予考虑,所以可以认为系统不受外力,即对人、车系统动量守恒。
板书解题过程:
跳上车前系统的总动量
p=mv 跳上车后系统的总动量
p'=(m+M)V 由动量守恒定律有mv=(m+M)V 解得
6.小结
(1)动量守恒的条件:系统不受外力或合外力为零时系统的动量守恒。
(2)动量守恒定律适用的范围:适用于两个或两个以上物体组成的系统。动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律,对高速或低速运动的物体系统,对宏观或微观系统它都是适用的。
动量守恒定律教案(篇6)
一、说教材
(过渡语)教材是连接教师与学生之间的纽带,在教学过程中起着至关重要的作用,所以我先来谈谈我对教材的理解:
本节课的主要内容是动量守恒定律的内容和表达式,以及应用的条件。利用动量守恒定律解决问题是高中物理的重要的解题方法之一,也是解决碰撞类问题的基础,同时也是会动量相关知识的深入和拓展,通过本节课的学习可以加深学生对物理基本体系的了解,掌握研究问题的方法,提高解决问题的能力。
二、说学情
(过渡语)教师不仅要对教材进行分析,还要对学生的情况有清晰明了的掌握,这样才能做到因材施教,有的放矢:
我所面对的学生是高二年级的学生,他们已经具备了扎实的'物理知识基础,也有了较强的逻辑思维能力,能够在教师的引导下进行独立的思考,所以在授课过程中,我会多引导学生进行思考,把课堂交还给学生。
三、说教学目标
(过渡语)结合以上我对教材和学情的分析,我确定了如下教学目标:
1.理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道动量守恒定律的适用条件。
2.学会用动量守恒定律来解释现象,锻炼理论联系实际、学以致用的能力。
3.通过动量守恒定律的推导,培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。
四、说教学重难点
(过渡语)基于对教材的这些认识,根据学生的心理特征和认知水平以及本节课的三维目标,我确定了本节的教学重点和难点:
【重点】掌握动量守恒定律及成立的条件。
【难点】动量守恒定律在解决实际问题时如何去应用。
五、说教法学法
(过渡语)为了突出重点,突破难点,顺利达成教学目标,我设计了如下教学方法:
讲授法、多媒体展示、自主探究、小组合作交流。
六、说教学过程
(过渡句)厚积而勃发,秉承着以人为本的教育理念,我将我的教学环节分为以下四个环节。
首先是导入环节:
首先我会提出问题:平静河里靠的很近的小船,你从一只船跳到另一只船,会出现什么现象?学生回答后,我会继续追问“为什么出现这样的现象?”进而引出新课。
【意图:通过生活中的常见现象,进行提问导入,可以引发学生思考,激发学生求知欲,感受物理与生活的紧密联系,从而顺利引入课题。】
接下来的新课讲授环节,这也是教学过程中较为重要的一环:
首先是动量守恒定律的提出:我会给出问题,让学生自主阅读教材,然后用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。这时我会进行巡视指导,帮助学生解决问题。学生自主推导完之后,我会对学生进行提问,并帮助学生修改出现的问题,进而总结出动量守恒定律。
【意图:通过学生的自己推导,既复习了所学的已有知识,增强了学生学习迁移能力,加深了对之前知识的理解,还可以突出学生的主体地位。】
接下来带领学生分析动量守恒定律的相关内容,例如应用条件:
(1)系统不受外力或者所受外力之和为零;
(2)系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;
(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒;(4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒。在分析过程中我会举出符合条件和不符合条件的例子,让学生判断是否符合动量守恒。
【意图:通过举例和分析的方式帮助学生进行理解,突破本节课的重点。】
最后是动量守恒定律的应用举例,通过学生讨论或者自己完成相应的练习,并且在老师的引导下得出动量守恒定律的应用思路。
【意图:这个过程可以锻炼学生的概括能力和分析总结的能力,同时通过练习和规范练习也可以帮助学生理解,从而突破难点。】
新课讲授之后就进入到了巩固提高环节:
选择难度递进的习题进行练习达标。学生展示答案与标准答案对比,我会解答有异议问题。让学生完全消化本节内容。
【意图:从易到难,梯次设置问题,便于学生完全掌握所学内容,并可以检验学生对本节课知识的掌握程度】
最后就是小结作业环节:
小结时,我会和学生共同总结本节课知识点。作业则是课后习题1、2题。
【意图:总结可以帮助学生系统的回顾知识,作业的布置可以将课上的知识延申到课下。】
七、说板书设计
本着简洁明了的原则,我才用了提纲式的板书。
动量守恒定律教案(篇7)
动量守恒定律
三维教学目标
1、知识与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、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。
3、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?(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。)
(二)进行新课
1、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。
(1)推导过程:
根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是:
根据牛顿第三定律,F1、F2等大反响,即F1=-F2所以:
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。
(2)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β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,1930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1956年人们才首次证明了中微子的存在。(20xx年高考综合题23②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。
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。
(2)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。
(3)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。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
例2:如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车?
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A车时:mBv1-mAv=0
即:v1=
第n次推出A车时:mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn
则:vn-vn-1=,
所以:vn=v1+(n-1)
当vn≥v时,再也接不到小车,由以上各式得n≥5.5取n=6
点评:关于n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
(1)(20xx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15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg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20m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为()
A.小于10m/sB.大于10m/s小于20m/s
C.大于20m/s小于30m/sD.大于30m/s小于40m/s
(2)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B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()
A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动D.小车向右运动
(3)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
A.枪和弹组成的系统,动量守恒
B.枪和车组成的系统,动量守恒
C.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
D.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
(4)甲乙两船自身质量为120kg,都静止在静水中,当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s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:v甲∶v乙=_______.
(5)(20xx年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
(6)如图所示,甲车的质量是2kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8m/s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0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10m/s2)
4、反冲运动与火箭
演示实验1: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2: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3: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1、2中,气球、细管为什么会向后退呢?实验3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。
(1)反冲运动
A、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。)
B、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?
(2)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。
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》。
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