動(dòng)量守恒定律教案

張林1875由分享時(shí)間：2022-07-11 09:36:44

動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子;既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體;它既適用于保守系統(tǒng)，也適用于非保守系統(tǒng)。下面是小編為大家整理的動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案5篇，希望大家能有所收獲!

動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案1

一、動(dòng)量守恒定律

1.定律內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律.

說(shuō)明：(1)動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子;既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體，它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，也可用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來(lái).

(2)相互間有作用力的物體系稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的物體可以是兩個(gè)、三個(gè)或者更多，解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)要根據(jù)需要和求解問(wèn)題的方便程度，合理地選擇系統(tǒng). 2.動(dòng)量守恒定律的適用條件

(1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.

(2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但F內(nèi)》F外，亦即外力作用于系統(tǒng)中的物體導(dǎo)致的動(dòng)量的改變較內(nèi)力作用所導(dǎo)致的動(dòng)量改變小得多，則此時(shí)可忽略外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒.例如：碰撞中的摩擦力和空中爆炸時(shí)的重力，較相互作用的內(nèi)力小的多，可忽略不計(jì). (3)系統(tǒng)所受合外力雖不為零，但系統(tǒng)在某一方向所受合力為零，則系統(tǒng)此方向的動(dòng)量守恒，例圖6?8，光滑水平面的小車和小球所構(gòu)成的系統(tǒng)，在小球由小車頂端滾下的過(guò)程中，系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒. 3.動(dòng)量守恒的數(shù)學(xué)表述形式：

(1)p=p′即系統(tǒng)相互作用開(kāi)始時(shí)的總動(dòng)量等于相互作用結(jié)束時(shí)(或某一中間狀態(tài)時(shí))的總動(dòng)量.

(2)Δp=0即系統(tǒng)的總動(dòng)量的變化為零.若所研究的系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成，則可表述為：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(等式兩邊均為矢量和) (3)Δp1=-Δp2

即若系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成，則兩個(gè)物體的動(dòng)量變化大小相等，方向相反，此處要注意動(dòng)量變化的矢量性.在兩物體相互作用的過(guò)程中，也可能兩物體的動(dòng)量都增大，也可能都減小，但其矢量和不變.

4.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟 (1)分析題意，明確研究對(duì)象(系統(tǒng)).

(2)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的物體進(jìn)行受力分析，明確內(nèi)力、外力，判斷是否滿足動(dòng)量守恒的條件. (3)明確研究系統(tǒng)的相互作用過(guò)程，確定過(guò)程的初、末狀態(tài)，對(duì)一維相互作用問(wèn)題，先規(guī)定正方向，再確認(rèn)各狀態(tài)物體的動(dòng)量或動(dòng)量表述.

(4)利用守恒定律列方程，代入已知量求解. (5)依據(jù)求解結(jié)果，按題目的要求回答問(wèn)題.

二、碰撞

1.碰撞是指物體間相互作用時(shí)間極短，而相互作用力很大的現(xiàn)象.

在碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用的內(nèi)力一般遠(yuǎn)大于外力，故碰撞中的動(dòng)量守恒，按碰撞前后物體的動(dòng)量是否在一條直線區(qū)分，有正碰和斜碰，中學(xué)物理只研究正碰(正碰即兩物體質(zhì)心的連線與碰撞前后的速度都在同一直線上).

2.按碰撞過(guò)程中動(dòng)能的損失情況區(qū)分，碰撞可分為二種：

a.彈性碰撞：碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能不變，對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)滿足： m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

1/2m1v1+1/2m2v2′=1/2m1v1′+1/2m2v2′ 兩式聯(lián)立可得： 2

2v1′=

v2′=

b.完全非彈性碰撞，該碰撞中動(dòng)能的損失最大，對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)滿足： m1v1+m2v2=(m1+m2)v

c.非彈性碰撞，碰撞的動(dòng)能介于前兩者碰撞之間.

三、反沖現(xiàn)象

系統(tǒng)在內(nèi)力作用下，當(dāng)一部分向某一方向的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，剩余部分沿相反方向的動(dòng)量發(fā)生同樣大小變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例.若系統(tǒng)由兩部分組成，且相互作用前總動(dòng)量為零，則0=m1v1+m2v2，v1、v2方向相反

動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案2

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知道動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容，掌握動(dòng)量守恒定律成立的條件，并在具體問(wèn)題中判斷動(dòng)量是否守恒。

2.學(xué)會(huì)沿同一直線相互作用的兩個(gè)物體的動(dòng)量守恒定律的推導(dǎo)。 3.知道動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1.重點(diǎn)是動(dòng)量守恒定律及其守恒條件的判定。 2.難點(diǎn)是動(dòng)量守恒定律的矢量性。

三、教具

1.氣墊導(dǎo)軌、光門和光電計(jì)時(shí)器，已稱量好質(zhì)量的兩個(gè)滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。

2.計(jì)算機(jī)(程序已輸入)。

四、教學(xué)過(guò)程

(一)引入新課

前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了動(dòng)量定理，下面再來(lái)研究?jī)蓚€(gè)發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng)，在不受外力的情況下，二者發(fā)生相互作用前后各自的動(dòng)量發(fā)生什么變化，整個(gè)物體系統(tǒng)的動(dòng)量又將如何?

(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1.以兩球發(fā)生碰撞為例討論“引入”中提出的問(wèn)題，進(jìn)行理論推導(dǎo)。畫(huà)圖：

設(shè)想水平桌面上有兩個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的球，它們的質(zhì)量分別是m1和m2，速度分別是v1和v2，而且v1>v2。則它們的總動(dòng)量(動(dòng)量的矢量和)p=p1+p2=m1v1+m2v2。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間m1追上m2，并與之發(fā)生碰撞，設(shè)碰后二者的速度分別為v1'和v2'，此時(shí)它們的動(dòng)量的矢量和，即總動(dòng)量p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'。

板書(shū)：p=p1+p2=m1v1+m2v2 p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'

下面從動(dòng)量定理和牛頓第三定律出發(fā)討論p和p'有什么關(guān)系。設(shè)碰撞過(guò)程中兩球相互作用力分別是F1和F2，力的作用時(shí)間是t。根據(jù)動(dòng)量定理，m1球受到的沖量是F1t=m1v1'-m1v1;m2球受到的沖量是

F2t=m2v2'-m2v2。

根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)1和F2大小相等，方向相反，即F1t=(m2v2'-m2v2) 整理后可得

板書(shū)：m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2 或?qū)懗?/p>

p1'+p2'=p1+p2

就是p'=p 這表明兩球碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量是相等的。分析得到上述結(jié)論的條件：

兩球碰撞時(shí)除了它們相互間的作用力(這是系統(tǒng)的內(nèi)力)外，還受到各自的重力和支持力的作用,但它們彼此平衡.桌面與兩球間的滾動(dòng)摩擦可以不計(jì),所以說(shuō)m1和m2系統(tǒng)不受外力，或說(shuō)它們所受的合外力為零。 2.結(jié)論：相互作用的物體所組成的系統(tǒng)，如果不受外力作用，或它們所受外力之和為零。則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。

做此結(jié)論時(shí)引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文。并板書(shū)。

∑F外=0時(shí)

p'=p 3.利用氣墊導(dǎo)軌上兩滑塊相撞過(guò)程演示動(dòng)量守恒的規(guī)律。 (1)兩滑塊彈性對(duì)撞(將彈簧圈卡在一個(gè)滑塊上對(duì)撞)

光電門測(cè)定滑塊m1和m2第一次(碰撞前)通過(guò)A、B光門的時(shí)間t1和t2以及第二次(碰撞后)通過(guò)光門的時(shí)間t1'和t2'。光電計(jì)時(shí)器記錄下這四

個(gè)時(shí)間。

將t

1、t2和t1'、t2'輸入計(jì)算機(jī)，由編好的程序計(jì)算出v

1、v2和v1'、v2'。將已測(cè)出的滑塊質(zhì)量m1和m2輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步計(jì)算出碰撞前后的動(dòng)量p

1、p2和p1'、p2'以及前后的總動(dòng)量p和p'。

由此演示出動(dòng)量守恒。

注意：在此演示過(guò)程中必須向?qū)W生說(shuō)明動(dòng)量和動(dòng)量守恒的矢量性問(wèn)題。因?yàn)関1和v2以及v1'和v2'方向均相反，所以p1+p2實(shí)際上是|p1|-|p2|=0，同理p1'+p2'實(shí)際上是|p1'|-|p2'|。

(2)兩滑塊完全非彈性碰撞(將彈簧圈取下，兩滑塊相對(duì)面各安裝尼龍子母扣)

為簡(jiǎn)單明了起見(jiàn)，可讓滑塊m2靜止在兩光電門之間不動(dòng)(p2=0)，滑塊m1通過(guò)光門A后與滑塊m2相撞，二者粘合在一起后通過(guò)光門B。

光門A測(cè)出碰前m1通過(guò)A時(shí)的時(shí)間t，光門B測(cè)出碰后m1+m2通過(guò)B時(shí)的時(shí)間t'。將t和t'輸出計(jì)算機(jī)，計(jì)算出p1和p1'+p2'以及碰前的總動(dòng)量p(=p1)和碰后的總動(dòng)量p'。由此驗(yàn)證在完全非彈性碰撞中動(dòng)量守恒。

(3)兩滑塊反彈(將尼龍拉扣換下，兩滑塊間擠壓一彈簧片) 將兩滑塊置于兩光電門中間，二者間擠壓一彎成∩形的彈簧片(銅片)。同時(shí)松開(kāi)兩手，鋼簧片將兩滑塊彈開(kāi)分別通過(guò)光電門A和B，測(cè)定出時(shí)間t1和t2。

將t1和t2輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算出v1和v2以及p1和p2。

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到彈開(kāi)前系統(tǒng)的總動(dòng)量p0=0，彈開(kāi)后系統(tǒng)的總動(dòng)量pt=|p1|-|p2|=0?？倓?dòng)量守恒，其數(shù)值為零。

4.例題

甲、乙兩物體沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，甲的速度是3m/s，乙物體的速度是1m/s。碰撞后甲、乙兩物體都沿各自原方向的反方向運(yùn)動(dòng)，速度的大小都是2m/s。求甲、乙兩物體的質(zhì)量之比是多少?

引導(dǎo)學(xué)生分析：對(duì)甲、乙兩物體組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于其不受外力，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，即碰撞前后的總動(dòng)量大小、方向均一樣。

由于動(dòng)量是矢量，具有方向性，在討論動(dòng)量守恒時(shí)必須注意到其方向性。為此首先規(guī)定一個(gè)正方向，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。

板書(shū)解題過(guò)程，并邊講邊寫(xiě)。板書(shū)：

講解：規(guī)定甲物體初速度方向?yàn)檎较?。則v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1'=-2m/s,v2'=2m/s 根據(jù)動(dòng)量守恒定律應(yīng)有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'移項(xiàng)整理后可得m1比m2為

代入數(shù)值后可得m1/m2=3/5，即甲、乙兩物體的質(zhì)量比為3∶5。 5.練習(xí)題

質(zhì)量為30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車，已知平板車的質(zhì)量是80kg，求小孩跳上車后他們共同的速度。

分析：對(duì)于小孩和平板車系統(tǒng)，由于車輪和軌道間的滾動(dòng)摩擦很小，可以不予考慮，所以可以認(rèn)為系統(tǒng)不受外力，即對(duì)人、車系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

板書(shū)解題過(guò)程：

跳上車前系統(tǒng)的總動(dòng)量

p=mv 跳上車后系統(tǒng)的總動(dòng)量

p'=(m+M)V 由動(dòng)量守恒定律有mv=(m+M)V 解得

6.小結(jié)

(1)動(dòng)量守恒的條件：系統(tǒng)不受外力或合外力為零時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。

(2)動(dòng)量守恒定律適用的范圍：適用于兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成的系統(tǒng)。動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律，對(duì)高速或低速運(yùn)動(dòng)的物體系統(tǒng)，對(duì)宏觀或微觀系統(tǒng)它都是適用的。

動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案3

三維目標(biāo)：

(一)知識(shí)與技能

1、理解動(dòng)量守恒定律的確切含義和表達(dá)式

2、知道定律的適用條件和適用范圍;

3、掌握運(yùn)用動(dòng)量守恒定律的一般步驟

(二)過(guò)程與方法

知道運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題，并知道運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)。

(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀

學(xué)會(huì)用動(dòng)量守恒定律分析解決碰撞、爆炸等物體相互作用的問(wèn)題，培養(yǎng)思維能力。教學(xué)重點(diǎn)：

1、動(dòng)量的概念和動(dòng)量守恒定律。

2、運(yùn)用動(dòng)量守恒定律的一般步驟。

教學(xué)難點(diǎn)：動(dòng)量的變化和動(dòng)量守恒的條件、應(yīng)用。引入新課：

通過(guò)以前的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)會(huì)描述一些簡(jiǎn)單的典型的運(yùn)動(dòng)。知道速度、位移、加速度都是用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量，而通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們又認(rèn)識(shí)到動(dòng)量也可以描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且我們通過(guò)動(dòng)能定理也建立起了力與動(dòng)量的聯(lián)系，知道動(dòng)量是力對(duì)時(shí)間積累的效果。正如力在空間中的積累存在著自然普遍定則一樣，力對(duì)時(shí)間的積累是否也存在著某種守恒的普適關(guān)系? 進(jìn)行新課：【小組討論交流】

一、牛頓第一定律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)

內(nèi)容：一切物體總有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，除非有外力迫使它改變這一狀態(tài)。

實(shí)質(zhì)：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

二、牛頓第二定律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)

內(nèi)容：物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。實(shí)質(zhì)：力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

三、牛頓第三定律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)

內(nèi)容：物體間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。

實(shí)質(zhì)：物體間的相互作用總是等大反向。

四、如果是兩個(gè)物體，如何區(qū)分它們之間的相互作用和其它物體對(duì)它們的作用力呢?

系統(tǒng)：可以把兩個(gè)或兩個(gè)以上物體看做一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)。內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體間作用力稱為內(nèi)力。

外力：外界物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力稱為外力。教師總結(jié)：

我們把兩個(gè)物體看作一個(gè)系統(tǒng)，那么兩個(gè)物體間的相互作用就屬于系統(tǒng)的內(nèi)力，外界其它物體對(duì)系統(tǒng)中任何一物體的作用就是系統(tǒng)所受的外力。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知：不論外力還是內(nèi)力都會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而內(nèi)力起的作用就像人民內(nèi)部矛盾，外力起的作用則為外在矛盾。前者可以相互抵消達(dá)到和諧，但是后者必然破壞這種和諧關(guān)系。而現(xiàn)實(shí)生活中諸如此類的守恒隨處可見(jiàn)。

比如：甲乙各有500元現(xiàn)金，相互交換甲乙兩者共有財(cái)富值不變。但甲又別處得到500元，這必然使兩者共有財(cái)富值增加。相反，丙強(qiáng)行從甲手中拿走500元，兩者共有財(cái)富值較少。

再有：一個(gè)絕熱系統(tǒng)中兩個(gè)物體相互吸熱放熱，系統(tǒng)溫度必然升高;而外界對(duì)系統(tǒng)加熱，系統(tǒng)溫度必然升高。

與我們所學(xué)更近的例子：比如機(jī)械能守恒定律。系統(tǒng)中僅有保守力做功，機(jī)械能守恒。但是若有外力對(duì)系統(tǒng)內(nèi)任何物體做功，這種守恒必然打破。【創(chuàng)設(shè)情境，理論推理】

現(xiàn)實(shí)生活中，這種守恒隨處可見(jiàn)。為此我們創(chuàng)設(shè)一個(gè)物理情境：

光滑水平桌面上有一質(zhì)量為m1的物體以速度v1向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m2的物體以速度v2向右運(yùn)動(dòng)。且v1>v2，那么經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，必然追上m1且發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后m1的速度為v1’,m2速度為v2’

碰撞過(guò)程中m2對(duì)m1的作用力為F1，m1對(duì)m2的作用力為F2 【教師引導(dǎo)，學(xué)生自主推理：】

兩物體各自所受重力和支持力雖為外力，但是合力為零，不改變物體的的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。F1和F2是兩物體組成的系統(tǒng)內(nèi)力。

推導(dǎo)1：根據(jù)牛頓第二定律，碰撞過(guò)程中兩球的加速度分別為：

F1F2a1?，

a2?

m1m2根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)1與F2的大小相等方向相反，即

F1??F2

所以：m1a??m2a2

碰撞時(shí)兩小球之間的作用時(shí)間很-短，用?t表示。這樣加速度與速度前后的關(guān)系就是

'v2?v2v1'?v1a1?， a2?

?t?t把加速度的表達(dá)式帶入m1a??m2a2，移項(xiàng)后得到

''m1v1?m2v2?m1v1?m2v

2(1)

推導(dǎo)2：根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)1與F2的大小相等方向相反，即

?F1?F2

碰撞時(shí)兩小球之間的作用時(shí)間很短，用?t表示。取向右為正，則系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)力沖量關(guān)系為

?F1?t?F2?t

根據(jù)動(dòng)量定理可知：

'F1?t?m1v1'?m1v1，F(xiàn)2?t?m2v2?m2v2

那么

''?(m1v1?m1v1)?m2v2?m2v2

整理得到

''m1v1?m2v2?m1v1?m2v2

(1)

【教師總結(jié)】

我們通過(guò)不同的策略，得出相同的結(jié)論(1)。而且的實(shí)驗(yàn)探究中我們也得到了一樣的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，物體相互碰撞過(guò)程中確實(shí)存在著這種守恒關(guān)系。

(1)式的物理意義是：兩球碰撞前的動(dòng)量之和等于碰撞后的動(dòng)量之和。因?yàn)榕鲎策^(guò)程中的任意時(shí)刻牛頓第三定律、動(dòng)量定理的結(jié)論都是成立的，因此(1)式對(duì)過(guò)程中的任意兩時(shí)刻的狀態(tài)都是適用的，也就是說(shuō)系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中一直保持不變。因此我們可以說(shuō)這個(gè)過(guò)程中動(dòng)量是守恒的。

歷史上通過(guò)幾代物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)上和理論上的分析、探索與斗爭(zhēng)，人們?cè)?8世紀(jì)形成這樣的共識(shí)：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這就是動(dòng)量守恒定律。【教師指導(dǎo)，學(xué)生總結(jié)】

動(dòng)量守恒定律的條件：(1)系統(tǒng)不受外力，(2)系統(tǒng)所受外力矢量和為零動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式：

(1) 動(dòng)量定理指出，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。那么碰撞前和碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)量應(yīng)該相等。即p?p'

(2) 如果是相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，總動(dòng)量不變。那么系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)物體增加的動(dòng)量跟另一個(gè)物體減少的動(dòng)量也相等。即?p1???p2 (3) 系統(tǒng)總動(dòng)量不變，那就是說(shuō)對(duì)于系統(tǒng)動(dòng)量變化量應(yīng)該為零。即?p?0 (4) 相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前動(dòng)量之和等于作用后的動(dòng)量之

'和。即m1v1?m2v2?m1v1'?m2v2

板書(shū)設(shè)計(jì)

一、系統(tǒng) 內(nèi)力和外力

1、系統(tǒng)：

2、內(nèi)力：

3、外力：

二、動(dòng)量守恒定律

1、推導(dǎo)過(guò)程

2、內(nèi)容

3、成立條件

4、表達(dá)式課堂小結(jié)

本節(jié)課通過(guò)理論推導(dǎo)得出了和實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)論。推導(dǎo)過(guò)程中我們體會(huì)到了科學(xué)的嚴(yán)密性，體會(huì)到物理來(lái)源于生活，是解決生活中實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)。通過(guò)對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解歸納總結(jié)出動(dòng)量守恒定律不同的表達(dá)式，進(jìn)一步理解了這一普遍真確的守恒定律。作業(yè)設(shè)計(jì)

動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案4

《動(dòng)量守恒定律》是高中物理新教材第一冊(cè)第七第三節(jié)的內(nèi)容。它是本章的重點(diǎn)，同時(shí)也是力學(xué)部分的重要內(nèi)容。動(dòng)量守恒定律是自然界中最普遍最重要的基本規(guī)律之一。它雖然可以由牛頓定律推導(dǎo)出來(lái)，但其適用范圍要比牛頓定律廣泛的多，不僅適用于宏觀低速的物體，而且適用于微觀高速運(yùn)動(dòng)的粒子，因此它在整個(gè)物理學(xué)中占有非常重要的地位。

我認(rèn)為只有使學(xué)生對(duì)物理定律的學(xué)習(xí)感興趣，聽(tīng)得懂，理解的深，才能具有運(yùn)用規(guī)律去分析解決問(wèn)題的能力，為此我將教學(xué)的重點(diǎn)放到了對(duì)動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容的掌握上，并且明確學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體。

根據(jù)本節(jié)課有實(shí)驗(yàn)定性分析和理論定量推導(dǎo)的特點(diǎn)，依據(jù)(1)教師的指導(dǎo)作用與學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性相統(tǒng)一的原則(2)掌握知識(shí)與發(fā)展能力相統(tǒng)一的原則，我采用談話法和討論法相結(jié)合的啟發(fā)式教學(xué)。在教法學(xué)法上可采用：觀察實(shí)驗(yàn)——問(wèn)題思考——點(diǎn)撥指導(dǎo)、抽象概括——鞏固練習(xí)。實(shí)施這一方法，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自去觀察比較，分析歸納，積極努力的去探求知識(shí)，最大限度的調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的積極參與，以達(dá)到教學(xué)目的。

在教學(xué)手段上采用演示實(shí)驗(yàn)，多媒體輔助教學(xué)，增強(qiáng)直觀性，改善教學(xué)效果。

一般說(shuō)來(lái)，上課開(kāi)始時(shí)，學(xué)生的注意力往往還停留在上課前感興趣的活動(dòng)對(duì)象上，因此我就從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律入手，一上課就向?qū)W生提出問(wèn)題。(1)一個(gè)人在一輛小車?yán)镉昧ν栖嚕嚂?huì)不會(huì)動(dòng)?(2)在平靜的河中心有兩個(gè)靠的很近的小船，當(dāng)你從一只船上跳到另一只船上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?因?yàn)閱?wèn)題有趣就吸引了學(xué)生的無(wú)意注意，在學(xué)生回答之后，我又問(wèn)“為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?”這時(shí)學(xué)生為了探疑，無(wú)意注意隨之轉(zhuǎn)為有意注意，這樣既吸引學(xué)生探求物理規(guī)律的興趣又順利的引入了課題。

為了使本節(jié)課的教與學(xué)順利的展開(kāi)，我先讓學(xué)生復(fù)習(xí)了牛頓第三定律和動(dòng)量定理，隨后向?qū)W生提出：通過(guò)動(dòng)量定理的學(xué)習(xí)使我們清楚了，一個(gè)物體受外力作用時(shí)它們動(dòng)量變化的規(guī)律?？墒俏覀冎廊魏挝矬w都不能孤立存在，那么兩個(gè)物體相互作用時(shí)它們的動(dòng)量變化又遵循什么樣的規(guī)律?帶著這個(gè)問(wèn)題我向?qū)W生演示了教材上夾有彈簧的兩個(gè)小車相互作用的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，在引導(dǎo)學(xué)生定性分析出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時(shí)也培養(yǎng)了他們對(duì)感性材料的分析綜合和概括的能力。

然后通過(guò)兩個(gè)小球在同一直線上運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞的例子來(lái)定量推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律。由于兩小球碰撞發(fā)生輕微形變不易看出，因此我采用多媒體利用夸張的手法模擬兩個(gè)小球碰撞的整個(gè)過(guò)程，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也活躍了課堂氣氛，延長(zhǎng)了學(xué)生的有意注意時(shí)間。

在分析推導(dǎo)的過(guò)程中，我提出這樣一個(gè)問(wèn)題：碰撞前后兩小球總動(dòng)量應(yīng)該怎樣表示?學(xué)生思考以后很快能列出式子，并且明白，兩球碰撞前后各自動(dòng)量都發(fā)生了變化。在弄清上面問(wèn)題的基礎(chǔ)上，我又緊接著提出了：兩球的動(dòng)量為什么會(huì)發(fā)生變化?讓學(xué)生進(jìn)一步展開(kāi)討論。在討論的過(guò)程中模擬演示兩球發(fā)生碰撞的過(guò)程，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析小球的受力情況，再次提出前面的問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生利用動(dòng)量定理和牛頓第三定律自然而然的得到定律。但是在培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行物理推理的同時(shí)要防止學(xué)生把物理公式中物理量之間的關(guān)系看成純數(shù)學(xué)的關(guān)系，要加強(qiáng)對(duì)式子物理意義的分析。

在動(dòng)量守恒定律表達(dá)式得出之后，讓學(xué)生考慮動(dòng)量守恒定律是否需要條件，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生感到比較生疏，不會(huì)做出肯定或者否定的回答，由教師啟發(fā)得出守恒條件和定律適用范圍。

最后為了突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)我設(shè)計(jì)了兩個(gè)例題。

例

1、把兩個(gè)磁性很強(qiáng)的磁鐵分別放在兩輛小車上磁鐵的同性磁極相對(duì)，小車放在光滑的水平桌面上，推動(dòng)一下小車，使他們相互靠近，兩輛小車沒(méi)有碰上就分開(kāi)了，兩輛小車相互作用前后，他們的總動(dòng)量守恒么?為什么?(通過(guò)這個(gè)例題使學(xué)生明確動(dòng)量守恒的條件。)

例

2、質(zhì)量為3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，恰遇上質(zhì)量為5kg的小球B以4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，碰撞后球恰好靜止，求碰撞后A球的速度。

動(dòng)量動(dòng)量守恒定律教案5

碰撞中的動(dòng)量守恒

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?/p>

(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析、研究碰撞過(guò)程中相互作用的物體系動(dòng)量守恒

(2)實(shí)驗(yàn)原理

(a)因小球從斜槽上滾下后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，只要小球下落的高度相同，在落地前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就相同，若用飛行時(shí)間作時(shí)間單位，小球的水平速度在數(shù)值上就等于小球飛出的水平距離.

(b)設(shè)入射球、被碰球的質(zhì)量分別為m

1、m2，則入射球碰撞前動(dòng)量為(被碰球靜止)p1=m1v1①

設(shè)碰撞后m1，m2的速度分別為v’

1、v’2，則碰撞后系統(tǒng)總動(dòng)量為

p2=mlV’1+m2v’2②

只要測(cè)出小球的質(zhì)量及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入①、②兩式就可研究動(dòng)量守恒.

2.買驗(yàn)器材

斜槽，兩個(gè)大小相同而質(zhì)量不等的小鋼球，天平，刻度尺，重錘線，白紙，復(fù)寫(xiě)紙，三角板，圓規(guī).

3.實(shí)驗(yàn)步驟及安裝調(diào)試

(1)用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量ml、m2.

(2)按圖5—29所示安裝、調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端切

線水平，將被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜

槽末端，調(diào)節(jié)支柱，使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，且在

碰撞瞬間入射球與被碰球的球心連線與斜槽末端的切線平

行，以確保正碰后兩小球均作平拋運(yùn)動(dòng).

(3)在水平地面上依次鋪放白紙和復(fù)寫(xiě)紙.

(4)在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰

撞前的位置，如圖5—30所示.

(5)移去被碰球m2，讓入射球從斜槽上同一高度滾下，重復(fù)10次左右，用圓規(guī)畫(huà)盡可能小的圓將所有的小球落點(diǎn)圈在里面，其圓心即為人射球不發(fā)生碰撞情況下的落點(diǎn)的平均位置P，如圖5—31所示.

(6)將被碰小球放在小支柱上，讓入射球從同一高度滾下，使它們發(fā)生正碰，重復(fù)10次左右，同理求出入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N.

(7)過(guò)O、N作一直線，取O0’=2r(r為小球的半徑，可用刻度尺和三角板測(cè)量小球直徑計(jì)算廠)，則O’即為被碰小球碰撞前的球心的位置(即投影位置).(8)用刻度尺測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度.則系統(tǒng)碰撞前的動(dòng)量可表示為p1=m1·OP，系統(tǒng)碰撞后的總動(dòng)量可表示為p2=m1·OM+m2·O'N

若在誤差允許范圍內(nèi)p1與p2相等，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量守恒.(9)整理實(shí)驗(yàn)器材，放回原處.

4.注意事項(xiàng)

(1)斜槽末端切線必須水平.

說(shuō)明：調(diào)整斜槽時(shí)可借助水準(zhǔn)儀判定斜槽末端是否水平.

(2)仔細(xì)調(diào)節(jié)小立柱的高度，使兩小球碰撞時(shí)球心在同一高度，且要求兩球球心連線與斜槽末端的切線平行。

(3)使小支柱與槽口的距離等于2r(r為小球的半徑)

(4)入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始滾下.

說(shuō)明：在具體操作時(shí)，斜槽上應(yīng)安裝擋球板.

(5)入射球的質(zhì)量(m1)應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量(m2).

(6)地面須水平，白紙鋪放好后，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能移動(dòng)白紙.

5.數(shù)據(jù)處理及誤差分析

(1)應(yīng)多次進(jìn)行碰撞，兩球的落地點(diǎn)均要通過(guò)取平均位置來(lái)確定，以減小偶然誤差.

(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使斜槽末端切線水平和兩球發(fā)生正碰，否則兩小球在碰后難以作平拋運(yùn)動(dòng).

(3)適當(dāng)選擇擋球板的位置，使入射小球的釋放點(diǎn)稍高.

說(shuō)明：入射球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)作用力越大，動(dòng)量守恒的誤差越小，且被直接測(cè)量的數(shù)值OM、0IP、0N越大，因而測(cè)量的誤差越小.

一.目的要求

1.用對(duì)心碰撞特例檢驗(yàn)動(dòng)量守恒定律;

2.了解動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒的條件;

3.熟練地使用氣墊導(dǎo)軌及數(shù)字毫秒計(jì)。

二.原理

1.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

動(dòng)量守恒定律指出：若一個(gè)物體系所受合外力為零，則物體的總動(dòng)量保持不變;若物體系所受合外力在某個(gè)方向的分量為零，則此物體系的總動(dòng)量在該方向的分量守恒。

設(shè)在平直導(dǎo)軌上，兩個(gè)滑塊作對(duì)心碰撞，若忽略空氣阻力，則在水平方向上就滿足動(dòng)量守恒定律成立的條件，即碰撞前后的總動(dòng)量保持不變。

m1u1?m2u2?m1v1?m2v2(6.1) 其中，u

1、u2和v

1、v2分別為滑塊m

1、m2在碰撞前后的速度。若分別測(cè)出式(6.1)中各量，且等式左右兩邊相等，則動(dòng)量守恒定律得以驗(yàn)證。

2.碰撞后的動(dòng)能損失

只要滿足動(dòng)量守恒定律成立的條件，不論彈性碰撞還是非彈性碰撞，總動(dòng)量都將守恒。但對(duì)動(dòng)能在碰撞過(guò)程中是否守恒，還將與碰撞的性質(zhì)有關(guān)。碰撞的性質(zhì)通常用恢復(fù)系數(shù)e表達(dá)：

e?v2?v1(6.2) u1?u

2式(6.2)中，v2?v1為兩物體碰撞后相互分離的相對(duì)速度，u1?u2則為碰撞前彼此接近的相對(duì)速度。

(1)若相互碰撞的物體為彈性材料，碰撞后物體的形變得以完全恢復(fù)，則物體系的總動(dòng)能不變，碰撞后兩物體的相對(duì)速度等于碰撞前兩物體的相對(duì)速度，即v2?v1?u1?u2，于是e?1，這類碰撞稱為完全彈性碰撞。

(2)若碰撞物體具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形變殘留，則物體系的總動(dòng)能有所損耗，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，碰撞后兩物體的相對(duì)速度小于碰撞前的相對(duì)速度，即0?v2?v1?u1?u2于是，0?e?1，這類碰撞稱為非彈性碰撞。

(3)碰撞后兩物體的相對(duì)速度為零，即v2?v1?0或v2?v1?v，兩物體粘在一起以后以相同速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)e?0，物體系的總動(dòng)能損失最大，這類碰撞稱為完全非彈性碰撞，它是非彈性碰撞的一種特殊情況。

三類碰撞過(guò)程中總動(dòng)量均守恒，但總動(dòng)能卻有不同情況。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的動(dòng)能損失 ?Ek?(1/2)m1m21?e2?u1?u2?/?m1?m2? 。①對(duì)于完全彈性碰撞，因2??

e?1，故?Ek?0，即無(wú)動(dòng)能損失，或曰動(dòng)能守恒。②對(duì)于完全非彈性碰撞，因e?0，故：?Ek??EkM，即，動(dòng)能損失最大。③對(duì)于非完全彈性碰撞，因0?e?1，故動(dòng)能損失介于二者之間，即：0??Ek??EkM。

3. m1?m2?m，且u2?0的特定條件下，兩滑塊的對(duì)心碰撞。

(1)對(duì)完全彈性碰撞，e?1，式(6.1)和(6.2)的解為

v1?0??(6.3)v2?u1?

由式(6.3)可知，當(dāng)兩滑塊質(zhì)量相等，且第二滑塊處于靜止時(shí)，發(fā)生完全彈性碰撞的結(jié)果，使第一滑塊靜止下來(lái)，而第二滑塊完全具有第一滑塊碰撞前的速度，“接力式”地向前運(yùn)動(dòng)。即動(dòng)能亦守恒。

以上討論是理想化的模型。若兩滑塊質(zhì)量不嚴(yán)格相等、兩擋光物的有效遮光寬度?s1及若式(6.3)得到驗(yàn)證，則說(shuō)明完全彈性碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，且e?1，?Ek?0，?s2也不嚴(yán)格相等，則碰撞前后的動(dòng)量百分差E1為：E1?

動(dòng)能百分差E2為:E2?P2?P1P1?m2?s2?t1?(6.4) m1?s1?t22m2?s2?t12??1(6.5) 22m1?s1?t2Ek2?Ek1Ek

1若E1及E2在其實(shí)驗(yàn)誤差范圍之內(nèi)，則說(shuō)明上述結(jié)論成立。

(2)對(duì)于完全非彈性碰撞，式(6.1)和(6.2)的解為：

v1?v2?v?u1(6.6)

2若式(6.6)得證，則說(shuō)明完全非彈性碰撞動(dòng)量守恒，且e?0，其動(dòng)能損失最大，約為50%。

???s1?。同樣可求得其動(dòng)考慮到完全非彈性碰撞時(shí)可采用同一擋光物遮光，即有：?s2

?及E2?分別為：量和動(dòng)能百分差E1

?m2?t1P2??P?1?????1?E1?m?t??1(6.7) ?P11?2?

?2?Ek?1?m2???t1'?Ek??????(6.8)E2??1?'?????1Ek?m1???t2?

顯然，其動(dòng)能損失的百分誤差則為：

?m2???t1????E??2?1??m???t????1(6.9)

1??2??