人教版高二物理選修35動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)案一（教師版）

人教版高二物理選修3-5動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)案一教學(xué)目標(biāo)：1知道應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題2掌握應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的一般步驟3會(huì)應(yīng)用動(dòng)量定恒定律分析、解決碰撞、爆炸等物體相互作用的問(wèn)題教學(xué)重點(diǎn)：熟練掌握正確應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決有關(guān)力學(xué)問(wèn)題的正確步驟教學(xué)難點(diǎn)：守恒條件的判斷，守恒定律的條件性、整體性、矢量性、相對(duì)性、瞬時(shí)性教學(xué)方法：討論，總結(jié)；通過(guò)實(shí)例分析，明確動(dòng)量守恒定律的矢量性、同時(shí)性和相對(duì)性教學(xué)用具：投影片、物理課件教學(xué)過(guò)程：【復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課】：1動(dòng)量守恒的條件是什么？2動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是什么？在實(shí)際生活中，物體之間的相互作用種類很多，比如碰撞、爆炸等問(wèn)題，本節(jié)課我們就應(yīng)用動(dòng)量守恒定律來(lái)解決這些問(wèn)題【講授新課】一、動(dòng)量守恒條件的分析與應(yīng)用1、理想守恒情況：系統(tǒng)不受外力或外力的合力為零例1、如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中：A、動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B、動(dòng)量不守恒、機(jī)械能不守恒C、動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒D、動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒解：若以子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象(系統(tǒng))，從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧固定端墻壁對(duì)彈簧有外力作用，因此動(dòng)量不守恒而在子彈射入木塊時(shí)，存在劇烈摩擦作用，有一部分能量將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能也不守恒實(shí)際上，在子彈射入木塊這一瞬間過(guò)程，取子彈與木塊為系統(tǒng)則可認(rèn)為動(dòng)量守恒（此瞬間彈簧尚未形變）子彈射入木塊后木塊壓縮彈簧過(guò)程中，機(jī)械能守恒，但動(dòng)量不守恒物理規(guī)律總是在一定條件得出的，因此在分析問(wèn)題時(shí)，不但要弄清取誰(shuí)作研究對(duì)象，還要弄清過(guò)程的階段的選取，判斷各階段滿足物理規(guī)律的條件2、近似情況：系統(tǒng)雖受外力作用，但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，系統(tǒng)總動(dòng)量近似守恒例2、質(zhì)量為M的小車中掛有一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為M0，小車和單擺以恒定的速度V0不沿水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為M1的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此過(guò)程中，下列哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的（ ）A小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別為V1、V2和V3，且滿足：（M+M0）V0=MV1+M1V2+M0V3；B擺球的速度不變，小車和木塊的速度為V1、V2，且滿足：MV0=MV1+M1V2；C擺球的速度不變，小車和木塊的速度都為V，且滿足：MV0=（M+M1）V；D小車和擺球的速度都變?yōu)閂1，木塊的速度變?yōu)閂2，且滿足：（M+M0）V0=（M+M0）V1+M1V2解：小車與木塊相碰，隨之發(fā)生的將有兩個(gè)過(guò)程：其一是，小車與木塊相碰，作用時(shí)間極短，過(guò)程結(jié)束時(shí)小車與木塊速度發(fā)生了變化，而小球的速度未變；其二是，擺球?qū)⒁鄬?duì)于車向右擺動(dòng)，又導(dǎo)致小車與木塊速度的改變。但是題目中已明確指出只需討論碰撞的極短過(guò)程，不需考慮第二過(guò)程。因此，我們只需分析B、C兩項(xiàng)。其實(shí)，小車與木塊相碰后，將可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況，即碰撞后小車與木塊合二為一或它們碰后又分開，前者正是C項(xiàng)所描述的，后者正是B項(xiàng)所描述的，所以B、C兩項(xiàng)正確。3、單方向守恒：系統(tǒng)在某一方向上不受外力或受到的合外力為零，系統(tǒng)總動(dòng)量在這個(gè)方向上守恒例3、如圖所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一質(zhì)量為M的小圓環(huán)，環(huán)上系一長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將繩拉直，且與AB平行，由靜止釋放小球，則當(dāng)線繩與A B成角時(shí)，圓環(huán)移動(dòng)的距離是多少？解：雖然小球、細(xì)繩及圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合外力不為零（桿的支持力與兩圓環(huán)及小球的重力之和不相等）系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但是系統(tǒng)在水平方向不受外力，因而水平動(dòng)量守恒。設(shè)細(xì)繩與AB成角時(shí)小球的水平速度為v，圓環(huán)的水平速度為V，則由水平動(dòng)量守恒有：MV=mv且在任意時(shí)刻或位置V與v均滿足這一關(guān)系，加之時(shí)間相同，公式中的V和v可分別用其水平位移替代，則上式可寫為：Md=m（L-Lcos）-d解得圓環(huán)移動(dòng)的距離：d=mL（1-cos）/（M+m）說(shuō)明： 此題常出現(xiàn)的錯(cuò)誤：（1）對(duì)動(dòng)量守恒條件理解不深刻，對(duì)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒感到懷疑，無(wú)法列出守恒方程.（2）找不出圓環(huán)與小球位移之和（L-Lcos）。課堂檢測(cè)1、如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量比mAmB=32，它們?cè)瓉?lái)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(dòng)摩擦因數(shù)相同，地面光滑.當(dāng)彈簧突然釋放后，則有（ BC ）AA、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒BA、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C小車向左運(yùn)動(dòng)D小車向右運(yùn)動(dòng)2、如圖所示，兩帶電金屬球在絕緣的光滑水平桌面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，A球帶電為q，B球帶電為+2q，下列說(shuō)法中正確的是（ AD ）A相碰前兩球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩球的總動(dòng)量守恒 B相碰前兩球的總動(dòng)量隨兩球的距離逐漸減小而增大C相碰分離后的兩球的總動(dòng)量不等于相碰前兩球的總動(dòng)量，因?yàn)閮汕蛳嗯銮白饔昧橐?，而相碰后的作用力為斥力D相碰分離后任一瞬時(shí)兩球的總動(dòng)量等于碰前兩球的總動(dòng)量，因?yàn)閮汕蚪M成的系統(tǒng)合外力為零3、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(shí)，關(guān)于槍、 彈、車，下列說(shuō)法正確的是（ D ）A槍和彈組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒B槍和車組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒C三者組成的系統(tǒng)，因?yàn)闃審椇蜆屚仓g的摩擦力很小，使系統(tǒng)的動(dòng)量變化很小，可 以忽略不計(jì)，故系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒D三者組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，因?yàn)橄到y(tǒng)只受重力和地面支持力這兩個(gè)外力作用，這兩個(gè)外力的合力為零4、質(zhì)量為M的楔形物塊上有圓弧軌道，靜止在水平面上。質(zhì)量為m的小球以速度v1向物塊運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦，圓弧小于90且足夠長(zhǎng)。求小球能上升到的最大高度H 和物塊的最終速度v。解：系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，全過(guò)程機(jī)械能也守恒。在小球上升過(guò)程中，由水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得： 解得全過(guò)程系統(tǒng)水平動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，得二、動(dòng)量守恒定律四性（1）、動(dòng)量守恒定律的系統(tǒng)性動(dòng)量守恒定律描述的對(duì)象是由兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng)，研究的對(duì)象具有系統(tǒng)性。例1、一門舊式大炮在光滑的平直軌道上以V=5m/s的速度勻速前進(jìn)，炮身質(zhì)量為M=1000kg，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=25kg的炮彈，以相對(duì)炮身的速度大小u=600m/s與V反向水平射出，求射出炮彈后炮身的速度V/.解：以地面為參考系，設(shè)炮車原運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量定律有：（M+m）V=MV/+m(uV/)解得（2）、動(dòng)量守恒定律的矢量性動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是矢量方程，對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用前后均在同一直線上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，應(yīng)首先選定正方向，凡與正方向相同的動(dòng)量取正，反之取負(fù)。對(duì)于方向未知的動(dòng)量一般先假設(shè)為正，根據(jù)求得的結(jié)果再判斷假設(shè)真?zhèn)巍＠?、質(zhì)量為m的A球以水平速度V與靜止在光滑的水平面上的質(zhì)量為3m的B球正碰，A球的速度變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，則碰后B球的速度是（以V的方向?yàn)檎较颍?A.V/2, B.V C.V/2 D.V/2解：碰撞后A球、B球若同向運(yùn)動(dòng)，A球速度小于B球速度，因此，A球碰撞后方向一定改變，A球動(dòng)量應(yīng)m(V/2).由動(dòng)量守恒定律得：,V/=V/2.故D正確。（3）、動(dòng)量守恒定律的相對(duì)性動(dòng)量守恒定律表達(dá)式中各速度必須是相對(duì)同一參考系。因?yàn)閯?dòng)量中的速度有相對(duì)性，在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列方程時(shí)，應(yīng)注意各物體的速度必須是相對(duì)同一參考系的速度。若題設(shè)條件中物體不是相對(duì)同一參考系的，必須將它們轉(zhuǎn)換成相對(duì)同一參考系的，必須將它們轉(zhuǎn)換成相對(duì)同一參考系的速度。一般以地面為參考系。例3、某人在一只靜止的小船上練習(xí)射擊，船、人和槍（不包含子彈）及船上固定靶的總質(zhì)量為M，子彈質(zhì)量m，槍口到靶的距離為L(zhǎng)，子彈射出槍口時(shí)相對(duì)于槍口的速率恒為V，當(dāng)前一顆子彈陷入靶中時(shí)，隨即發(fā)射后一顆子彈，則在發(fā)射完全部n顆子彈后，小船后退的距離多大？（不計(jì)水的阻力）解： 設(shè)子彈運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，在發(fā)射第一顆子彈的過(guò)程中小船后退的距離為S，根據(jù)題意知子彈飛行的距離為(LS),則由動(dòng)量守恒定律有：m(LS)M+(n1)mS=0解得：S=每顆子彈射入靶的過(guò)程中，小船后退的距離都相同，因此n顆子彈全部射入的過(guò)程，小船后退的總距離為nS=.4、動(dòng)量守恒定律的同時(shí)性動(dòng)量守恒定律方程兩邊的動(dòng)量分別是系統(tǒng)在初、末態(tài)的總動(dòng)量，初態(tài)動(dòng)量的速度都應(yīng)該是互相作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，末態(tài)動(dòng)量中的速度都必須是相互作用后同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。例4、平靜的水面上有一載人小船，船和人共同質(zhì)量為M，站立在船上的人手中拿一質(zhì)量為m的物體。起初人相對(duì)船靜止，船、人、物體以共同速度V0前進(jìn)，當(dāng)人相對(duì)于船以速度u向相反方向?qū)⑽矬w拋出時(shí)，人和船的速度為多大？（水的阻力不計(jì)）。解：物體被拋出的同時(shí)，船速已發(fā)生變化，不再是原來(lái)的V0，而變成了V,即V與u是同一時(shí)刻，拋出后物對(duì)地速度是（V-u）.由動(dòng)量守恒定律得：（M+m）V0=MV+m(V-u)解得：課堂檢測(cè)1、如圖所示，用細(xì)線掛一質(zhì)量為M的木塊，有一質(zhì)量為m的子彈自左向右水平射穿此木塊，穿透前后子彈的速度分別為和v（設(shè)子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間和空氣阻力不計(jì)），木塊的速度大小為（ B ）A BC D2、如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量比mAmB=32，它們?cè)瓉?lái)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(dòng)摩擦因數(shù)相同，地面光滑.當(dāng) 彈簧突然釋放后，則有（ BC ）AA、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒BA、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C小車向左運(yùn)動(dòng) D小車向右運(yùn)動(dòng)3、如圖所示，三輛相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平地面上，c車上一個(gè)小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上，小孩跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度相同，他跳到a車上沒有走動(dòng)便相對(duì)a車保持靜止，此后（ CD ）Aa、c兩車的運(yùn)動(dòng)速率相等Ba、b兩車的運(yùn)動(dòng)速率相等C三輛車的運(yùn)動(dòng)速率關(guān)系為vcvavbDa、c兩車的運(yùn)動(dòng)方向一定相反4、質(zhì)量為2kg的小車以2m/s的速度沿光滑的水平面向右運(yùn)動(dòng)，若將質(zhì)量為2kg的砂袋以3m/s的速度迎面扔上小車，則砂袋與小車一起運(yùn)動(dòng)的速度的大小和方向是（ C ）A2.6m/s，向右 B2.6m/s，向左 C0.5m/s，向左 D0.8m/s，向右5、總質(zhì)量為M的火箭模型 從飛機(jī)上釋放時(shí)的速度為v0，速度方向水平?；鸺蚝笠韵鄬?duì)于地面的速率u噴出質(zhì)量為m的燃?xì)夂?，火箭本身的速度變?yōu)槎啻螅拷猓夯鸺龂姵鋈細(xì)馇昂笙到y(tǒng)動(dòng)量守恒。噴出燃?xì)夂蠡鸺Ｓ噘|(zhì)量變?yōu)镸-m，以v0方向?yàn)檎较?，課后檢測(cè)1、在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為，小車（和單擺）以恒定的速度V沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞的時(shí)間極短。在此碰撞過(guò)程中，下列哪個(gè)或哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的（ BC ）A小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)?、，滿足B擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)楹停瑵M足C擺球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関，滿足MV（M+m）vD小車和擺球的速度都變?yōu)?，木塊的速度變?yōu)?，滿足2、車廂停在光滑的水平軌道上，車廂后面的人對(duì)前壁發(fā)射一顆子彈。設(shè)子彈質(zhì)量為m，口速度v，車廂和人的質(zhì)量為M，則子彈陷入前車壁后，車廂的速度為（ D ）Amv/M，向前 Bmv/M，向后Cmv/（m+M），向前 D03、向空中發(fā)射一物體，不計(jì)空氣阻力。當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時(shí)，物體炸裂成a、b兩塊，若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來(lái)的方向，則（C、D ）Ab的速度方向一定與原速度方向相反 B從炸裂到落地的這段時(shí)間里，a飛行的水平距離一定比b的大單靠“死”記還不行,還得“活”用,姑且稱之為“先死后活”吧。讓學(xué)生把一周看到或聽到的新鮮事記下來(lái),摒棄那些假話套話空話,寫出自己的真情實(shí)感,篇幅可長(zhǎng)可短,并要求運(yùn)用積累的成語(yǔ)、名言警句等,定期檢查點(diǎn)評(píng),選擇優(yōu)秀篇目在班里朗讀或展出。這樣,即鞏固了所學(xué)的材料,又鍛煉了學(xué)生的寫作能力,同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力等等,達(dá)到“一石多鳥”的效果。Ca、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面 D在炸裂過(guò)程中，a、b受到的爆炸力的沖量大小一定相等8兩質(zhì)量均為M的冰船A、B靜止在光滑冰面上，軸線在一條直線上，船頭相對(duì)，質(zhì)量為m的小球從A船跳入B船，又立刻跳回，A、B兩船最后的速度之比是_。家庭是幼兒語(yǔ)言活動(dòng)的重要環(huán)境，為了與家長(zhǎng)配合做好幼兒閱讀訓(xùn)練工作，孩子一入園就召開家長(zhǎng)會(huì)，給家長(zhǎng)提出早期抓好幼兒閱讀的要求。我把幼兒在園里的閱讀活動(dòng)及閱讀情況及時(shí)傳遞給家長(zhǎng)，要求孩子回家向家長(zhǎng)朗誦兒歌，表演故事。我和家長(zhǎng)共同配合，一道訓(xùn)練，幼兒的閱讀能力提高很快。提示：根據(jù)， 課本、報(bào)刊雜