動量高中物理選修性必修人教版

動量【教學(xué)目標(biāo)】1．明確探究碰撞中的不變量的基本思路。2．掌握同一條直線上運動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法。3．掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法。4．理解動量的概念?！窘虒W(xué)重難點】1．通過實驗數(shù)據(jù)的分析得出物體碰撞前后的不變量。2．動量的概念。【教學(xué)方法】教師由淺入深啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，小組合作探究進行實驗，討論、交流、反饋、質(zhì)疑、補充、展示、總結(jié)學(xué)習(xí)成果。【教學(xué)用具】投影儀，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備；完成該實驗的實驗器材，如氣墊導(dǎo)軌、滑塊等?！窘虒W(xué)過程】一、創(chuàng)設(shè)情境，引入課題教師播放打臺球的視頻（ppt展示）思考：（1）生活中常見的碰撞有哪些？（2）我們曾經(jīng)探究過哪些守恒量？演示實驗：使用碰撞擺，拉起1個讓其與另一個小球相碰撞，觀察碰撞前后的對稱運動現(xiàn)象。為什么碰撞后小球的運動狀態(tài)會交換？這個現(xiàn)象提示我們碰撞前后各有什么物理量保持不變？二、新課教學(xué)（一）尋求碰撞中的不變量碰撞比較復(fù)雜，初步研究應(yīng)簡化模型（多媒體展示）簡化模型：碰前：m1，v1，m2，v2碰后：m1，v1′，m2，v2′（板書）問題：（1）要想保證碰撞v1，v2滿足什么樣的關(guān)系？（2）想讓問題更簡單，v2等于多少？我們稱簡化之后的模型為一維碰撞，請學(xué)生總結(jié)一維碰撞。問題：碰撞過程和運動有關(guān)的物理量有哪些？再次猜想碰撞中的不變量（猜想假設(shè)得出與質(zhì)量、速度有關(guān)）小組討論一：測量物體的速度可以有哪些方法？小組討論二：（1）如何保證碰撞是一維的？（2）如何保證碰撞前后為勻速運動？如何檢驗？（3）小車最初狀態(tài)如何？光電計時器測出的三個速度分別代表誰？1．實驗器材：滑軌、光電計時器、電子秤、小車（兩個）等。2．實驗過程：（1）測質(zhì)量：用電子秤測出小車的質(zhì)量m1、m2。（2）安裝：正確安裝好光電計時器和滑軌。（3）實驗：接通電源，讓質(zhì)量小的小車在兩個光電門之間，給質(zhì)量大的小車一個初速度去碰撞質(zhì)量小的小車，利用配套的光電計時器測出兩個小車各種情況下碰撞前后的速度v1、v1′、v2′。（4）填寫實驗表格，驗證一維碰撞中的守恒量（附在后面）。碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度v1=v2=v1′=v2′=mvm1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′=mv2m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2=（二）動量我們最終得出什么實驗結(jié)論？從實驗的數(shù)據(jù)可以看出，此實驗中兩輛小車碰撞前后，動能之和并不相等，但是質(zhì)量與速度（矢量，要考慮方向）的乘積之和卻基本不變。課后小實驗：你能否設(shè)計其它的方法進行探究？教師：上面的實驗提示我們，對于發(fā)生碰撞的兩個物體來說，它們的mv之和在碰撞前后可能是不變的。這使我們意識到，mv這個物理量具有特別的意義。物理學(xué)中把質(zhì)量和速度的乘積mv定義為物體的動量，用字母p表示：p＝mv動量的單位是由質(zhì)量的單位與速度的單位構(gòu)成的，是千克米每秒，符號是kg·m/s。動量是矢量，動量的方向與速度的方向相同?！纠}】一個質(zhì)量為的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，碰到堅硬的墻壁后彈回，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變化了多少？分析：動量是矢量，雖然碰撞前后鋼球速度的大小沒有變化，但速度的方向變化了，所以動量的方向也發(fā)生了變化。為了求得鋼球動量的變化量，需要先選定坐標(biāo)軸的方向，確定碰撞前后鋼球的動量，然后用碰撞后的動量減去碰撞前的動量求得動量的變化量。解：取水平向右為坐標(biāo)軸的方向。碰撞前鋼球的速度為6m/s，碰撞前鋼球的動量為p＝mv＝×6kg·m/s＝·m/s碰撞后鋼球的速度v′＝－6m/s，碰撞后鋼球的動量為p′＝mv′＝－×6kg·m/s＝－·m/s碰撞前后鋼球動量的變化量為Δp＝p′－p＝（－－）kg·m/s＝－·m/s動量的變化量是矢量，求得的數(shù)值為負(fù)值，表示它的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即Δp的方向水平向左。【達標(biāo)檢測】1．在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，為了順利地完成實驗，入射球質(zhì)量為m1，被碰球質(zhì)量為m2，二者關(guān)系應(yīng)是（D）A．m1>m2B．m1=m2C．m1<m2D．以上三個關(guān)系都可以2．兩球相向運動，發(fā)生正碰，碰撞后兩球均靜止，于是可以斷定，在碰撞以前（C）A．兩球的質(zhì)量相等B．兩球的速度大小相同C．兩球的質(zhì)量與速度的乘積之和的大小相等D．以上都不能斷定3．某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動。然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。（1）若已得到打點紙帶如圖所示，并將測得的各計數(shù)點間距離標(biāo)在圖上，A點是運動起始的第一點，則應(yīng)選__________段來計算A的碰前速度，應(yīng)選_________段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。（2）已測得小車A的質(zhì)量m1=，小車B的質(zhì)量m2=，由以上測量結(jié)