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高中物理動量守恒定律教案優(yōu)秀

時間:2023-11-21 09:37:29 物理教案 我要投稿
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高中物理動量守恒定律教案優(yōu)秀

  作為一名教學工作者,時常需要用到教案,借助教案可以恰當?shù)剡x擇和運用教學方法,調動學生學習的積極性。那么寫教案需要注意哪些問題呢?下面是小編幫大家整理的高中物理動量守恒定律教案優(yōu)秀,僅供參考,大家一起來看看吧。

高中物理動量守恒定律教案優(yōu)秀

  一、教學目標

  1、知道動量守恒定律的內容,掌握動量守恒定律成立的條件,并在具體問題中判斷動量是否守恒。

  2、學會沿同一直線相互作用的兩個物體的動量守恒定律的推導。 3.知道動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。

  二、重點、難點分析

  1、重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。 2.難點是動量守恒定律的矢量性。

  三、教具

  1、氣墊導軌、光門和光電計時器,已稱量好質量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。

  2、計算機(程序已輸入)。

  四、教學過程

 。ㄒ唬┮胄抡n

  前面已經學習了動量定理,下面再來研究兩個發(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量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?

 。ǘ┙虒W過程設計

  1、以兩球發(fā)生碰撞為例討論“引入”中提出的問題,進行理論推導。畫圖:

  設想水平桌面上有兩個勻速運動的球,它們的質量分別是m1和m2,速度分別是v1和v2,而且v1>v2。則它們的總動量(動量的矢量和)p=p1+p2=m1v1+m2v2。經過一定時間m1追上m2,并與之發(fā)生碰撞,設碰后二者的速度分別為v1'和v2',此時它們的動量的矢量和,即總動量p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'。

  板書:p=p1+p2=m1v1+m2v2 p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'

  下面從動量定理和牛頓第三定律出發(fā)討論p和p'有什么關系。設碰撞過程中兩球相互作用力分別是F1和F2,力的作用時間是t。根據(jù)動量定理,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:m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2或寫成

  p1'+p2'=p1+p2

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

  兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(這是系統(tǒng)的內力)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摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。 2.結論: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)的總動量保持不變。這個結論叫做動量守恒定律。

  做此結論時引導學生閱讀課文。并板書。

  ∑F外=0時

  p'=p 3.利用氣墊導軌上兩滑塊相撞過程演示動量守恒的規(guī)律。 (1)兩滑塊彈性對撞(將彈簧圈卡在一個滑塊上對撞)

  光電門測定滑塊m1和m2第一次(碰撞前)通過A、B光門的時間t1和t2以及第二次(碰撞后)通過光門的時間t1'和t2'。光電計時器記錄下這四

  個時間。

  將t

  1、t2和t1'、t2'輸入計算機,由編好的程序計算出v

  1、v2和v1'、v2'。將已測出的滑塊質量m1和m2輸入計算機,進一步計算出碰撞前后的動量p

  1、p2和p1'、p2'以及前后的總動量p和p'。

  由此演示出動量守恒。

  注意:在此演示過程中必須向學生說明動量和動量守恒的矢量性問題。因為v1和v2以及v1'和v2'方向均相反,所以p1+p2實際上是|p1|-|p2|=0,同理p1'+p2'實際上是|p1'|-|p2'|。

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

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

  光門A測出碰前m1通過A時的時間t,光門B測出碰后m1+m2通過B時的時間t'。將t和t'輸出計算機,計算出p1和p1'+p2'以及碰前的總動量p(=p1)和碰后的總動量p'。由此驗證在完全非彈性碰撞中動量守恒。

  (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)。同時松開兩手,鋼簧片將兩滑塊彈開分別通過光電門A和B,測定出時間t1和t2。

  將t1和t2輸入計算機,計算出v1和v2以及p1和p2。

  引導學生認識到彈開前系統(tǒng)的總動量p0=0,彈開后系統(tǒng)的總動量pt=|p1|-|p2|=0。總動量守恒,其數(shù)值為零。

  4、例題

  甲、乙兩物體沿同一直線相向運動,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動,速度的大小都是2m/s。求甲、乙兩物體的質量之比是多少?

  引導學生分析:對甲、乙兩物體組成的系統(tǒng)來說,由于其不受外力,所以系統(tǒng)的動量守恒,即碰撞前后的總動量大小、方向均一樣。

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

  板書解題過程,并邊講邊寫。板書:

  講解:規(guī)定甲物體初速度方向為正方向。則v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1'=-2m/s,v2'=2m/s根據(jù)動量守恒定律應有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'移項整理后可得m1比m2為

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

  質量為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,已知平板車的質量是80kg,求小孩跳上車后他們共同的速度。

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

  板書解題過程:

  跳上車前系統(tǒng)的總動量

  p=mv跳上車后系統(tǒng)的總動量

  p'=(m+M)V由動量守恒定律有mv=(m+M)V解得

  6、小結

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

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

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