人教版選修35 16.3 動量守恒定律 教案.docVIP

163 動量守恒定律 教案三維目標(biāo)（一）知識與技能掌握運用動量守恒定律的一般步驟（二）過程與方法 知道運用動量守恒定律解決問題應(yīng)注意的問題，并知道運用動量守恒定律解決有關(guān)問題的優(yōu)點。（三）情感、態(tài)度與價值觀學(xué)會用動量守恒定律分析解決碰撞、爆炸等物體相互作用的問題，培養(yǎng)思維能力。教學(xué)重點：運用動量守恒定律的一般步驟教學(xué)難點：動量守恒定律的應(yīng)用教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備課時安排：1 課時教學(xué)過程（一）引入新課1動量守恒定律的內(nèi)容是什么？2分析動量守恒定律成立條件有哪些？答：f合=0（嚴(yán)格條件）f內(nèi) 遠(yuǎn)大于f外（近似條件）某方向上合力為0，在這個方向上成立。（二）進(jìn)行新課1動量守恒定律與牛頓運動定律師：給出問題（投影教材11頁第二段）學(xué)生：用牛頓定律自己推導(dǎo)出動量守恒定律的表達(dá)式。（教師巡回指導(dǎo)，及時點撥、提示）推導(dǎo)過程：根據(jù)牛頓第二定律，碰撞過程中1、2兩球的加速度分別是， 根據(jù)牛頓第三定律，f1、f2等大反響，即f1= - f2所以碰撞時兩球間的作用時間極短，用表示，則有， 代入并整理得這就是動量守恒定律的表達(dá)式。教師點評：動量守恒定律的重要意義從現(xiàn)代物理學(xué)的理論高度認(rèn)識，動量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一。（另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律。）從科學(xué)實踐的角度看，迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)動量守恒定律有任何例外。相反，每當(dāng)在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現(xiàn)象時，物理學(xué)家們就會提出新的假設(shè)補(bǔ)救，最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。例如靜止的原子核發(fā)生衰變放出電子時，按動量守恒，反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運動。但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反?，F(xiàn)象，1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質(zhì)量，在實驗中極難測量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。（2000年高考綜合題23 就是根據(jù)這一歷史事實設(shè)計的）。又如人們發(fā)現(xiàn)，兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的。這時物理學(xué)家把動量的概念推廣到了電磁場，把電磁場的動量也考慮進(jìn)去，總動量就又守恒了。2應(yīng)用動量守恒定律解決問題的基本思路和一般方法（1）分析題意，明確研究對象。在分析相互作用的物體總動量是否守恒時，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).對于比較復(fù)雜的物理過程，要采用程序法對全過程進(jìn)行分段分析，要明確在哪些階段中，哪些物體發(fā)生相互作用，從而確定所研究的系統(tǒng)是由哪些物體組成的。（2）要對各階段所選系統(tǒng)內(nèi)的物體進(jìn)行受力分析，弄清哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的內(nèi)力，哪些是系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)內(nèi)物體作用的外力。在受力分析的基礎(chǔ)上根據(jù)動量守恒定律條件，判斷能否應(yīng)用動量守恒。（3）明確所研究的相互作用過程，確定過程的始、末狀態(tài)，即系統(tǒng)內(nèi)各個物體的初動量和末動量的量值或表達(dá)式。注意：在研究地面上物體間相互作用的過程時，各物體運動的速度均應(yīng)取地球為參考系。（4）確定好正方向建立動量守恒方程求解。3動量守恒定律的應(yīng)用舉例【例1（投影）見教材11頁】一枚在空中飛行的導(dǎo)彈，質(zhì)量為m，在某點的速度為v，方向水平。導(dǎo)彈在該點突然炸裂成兩塊(如圖)，其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。 分析 炸裂前，可以認(rèn)為導(dǎo)彈是由質(zhì)量為m1和(mm1)的兩部分組成，導(dǎo)彈的炸裂過程可以看做這兩部分相互作用的過程。這兩部分組成的系統(tǒng)是我們的研究對象。在炸裂過程中，炸裂成的兩部分都受到重力的作用，所受外力的矢量和不為零，但是它們所受的重力遠(yuǎn)小于爆炸時燃?xì)鈱λ鼈兊淖饔昧?，所以爆炸過程中重力的作用可以忽略，可以認(rèn)為系統(tǒng)滿足動量守恒定律的條件。 解 導(dǎo)彈炸裂前的總動量為p=mv 炸裂后的總動量為 p=mlvl+(m一m1)v2 根據(jù)動量守恒定律p=p，可得 m1v1+(m一m1)v2=mv 解出v2=(mv一m1v1)/ (m一m1)若沿炸裂前速度v的方向建立坐標(biāo)軸，v為正值；v1與v的方向相反，v1為負(fù)值。此外，一定有m一m10。于是，由上式可知，v2應(yīng)為正值。這表示質(zhì)量為(m一m1)的那部分沿著與坐標(biāo)軸相同的方向飛去。這個結(jié)論容易理解。炸裂的一部分沿著相反的方向飛去，另一部分不會也沿著相反的方向飛去，假如這樣，炸裂后的總動量將與炸裂前的總動量方向相反，動量就不守恒了。【學(xué)生討論，自己完成。老師重點引導(dǎo)學(xué)生分析題意，分析物理情景，規(guī)范答題過程，詳細(xì)過程見教材，解答略】【鞏固題】如圖所示，在光滑水平面上有a、b兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車b上坐著一個小孩，小孩與b車的總質(zhì)量是a車質(zhì)量的10倍。兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把a(bǔ)車以相對于地面的速度v推出，a車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到a車后，又把它以相對于地面的速度v推出。每次推出，a車相對于地面的速度都是v，方向向左。則小孩把a(bǔ)車推出幾次后，a車返回時小孩不能再接到a車？ ab分析：此題過程比較復(fù)雜，情景難以接受，所以在講解之前，教師應(yīng)多帶領(lǐng)學(xué)生分析物理過程，創(chuàng)設(shè)情景，降低理解難度。解：取水平向右為正方向，小孩第一次推出a車時mbv1mav=0即： v1=第n次推出a車時：mav mbvn1=mavmbvn則：vnvn1，所以vnv1（n1）當(dāng)vnv時，再也接不到小車，由以上各式得n5.5 取n6點評：關(guān)于n的取值也是應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析的問題，告誡學(xué)生不能盲目地對結(jié)果進(jìn)行“四舍五入”，一定要注意結(jié)論的物理意義。-0.5v/(m/s)1.51.00.501.51.00.5t/s-1.5-1.0【例2（投影）】如圖所示，質(zhì)量mb=1kg的平板小車b在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左勻速運動當(dāng)t=0時，質(zhì)量ma=2kg的小鐵塊a以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小車，a與小車間的動摩擦因數(shù)為=0.2。若a最終沒有滑出小車，取水平向右為正方向，g10m/s2，求：a在小車上停止運動時，小車的速度大小（試用動量守恒定律與牛頓運動定律兩種方法解題）。解析：方法一：用動量守恒定律a在小車上停止運動時，a、b以共同速度運動，設(shè)其速度為v，取水平向右為正方向，由動量守恒定律得： mav2-mbv1=(ma+mb)v 解得，v=lms 2分方法二用牛頓運動定律設(shè)小車做勻變速運動的加速度為a1，運動時間為t小鐵塊做勻變速運動的加速度為a2，運動時間為t由牛頓運動定律得： 所以v1+a1t=v2 -a2t解得：t0.5s 則得：v=v1-a1t=-1+4x0.5=1m/s （小車的速度時間圖象如圖所示）點評：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，運用動量守恒定律比運用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解題快些，關(guān)鍵是認(rèn)真分析題意，找出條件，列方程解題。（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同