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高中物理動(dòng)量守恒定律教案優(yōu)秀
作為一名教學(xué)工作者,時(shí)常需要用到教案,借助教案可以恰當(dāng)?shù)剡x擇和運(yùn)用教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。那么寫(xiě)教案需要注意哪些問(wèn)題呢?下面是小編幫大家整理的高中物理動(dòng)量守恒定律教案優(yōu)秀,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
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(xiàn)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(mén)和光電計(jì)時(shí)器,已稱(chēng)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
。ㄒ唬┮胄抡n
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?
。ǘ┙虒W(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1、以?xún)汕虬l(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(mén)測(cè)定滑塊m1和m2第一次(碰撞前)通過(guò)A、B光門(mén)的時(shí)間t1和t2以及第二次(碰撞后)通過(guò)光門(mén)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(mén)之間不動(dòng)(p2=0),滑塊m1通過(guò)光門(mén)A后與滑塊m2相撞,二者粘合在一起后通過(guò)光門(mén)B。
光門(mén)A測(cè)出碰前m1通過(guò)A時(shí)的時(shí)間t,光門(mén)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(mén)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(mén)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(xiàn)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(chē),已知平板車(chē)的質(zhì)量是80kg,求小孩跳上車(chē)后他們共同的速度。
分析:對(duì)于小孩和平板車(chē)系統(tǒng),由于車(chē)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(chē)系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
板書(shū)解題過(guò)程:
跳上車(chē)前系統(tǒng)的總動(dòng)量
p=mv跳上車(chē)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(guān)或微觀(guān)系統(tǒng)它都是適用的。
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