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高中物理_动量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

第三节《动量守恒定律》第一课时教学设计【学习目标】(一)知识与技能:理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围(二)过程与方法:在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力(三)情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题【学习重点】:动量守恒定律【学习难点】:动量守恒的条件.【新课探究】一.引入新课问题1:静止站在光滑的冰面上,小孩推大人一把,他们各自都向相反的方向运动谁运动得更快一些?他们的总动量又会怎样?其动量变化又遵循什么样的规律呢?问题2:假如你置身于一望无际的冰面上,冰面绝对光滑,你能想出脱身的办法吗?学生小组讨论,不受外力(也有同学说不受合外力),动量守恒当两个物体相互作用时总动量会有什么变化呢?外区别合外力与外力,引入新科第一部分二.进行新课【自主学习】一.系统内力和外力(1)系统:两个(或多个)_相互作用 的物体称为系统.(2)内力:系统内各物体间的相互作用力叫做内力.(3)外力:系统外部的其他物体对系统的作用力叫做外力.二.动量守恒定律动量守恒定律理论推导,我的展示:让学生展示自己的推导结果【推导过程】:根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是:111m F a =, 222m F a = 根据牛顿第三定律,F 1、F 2等大反响,即:F 1= - F 2所以:2211a m a m -=碰撞时两球作用时间极短,用t ∆表示,则有:t v v a ∆-'=111, tv v a ∆-'=222 代入2211a m a m -=并整理得:22112211v m v m v m v m '+'=+ 上述情境可以理解为:以两小球为研究对象,系统的合外力为零,系统元素在相互作用过程中,总动量是守恒的——即动量守恒表达式。

(师生共同总结上述两个互动环节,并得出结论——动量守恒定律内容及表达式。

)1.内容表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。

2.数学表达式:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ ,即p 1+p 2=p 1/+p 2/。

(相互作用的两个物体组成的系统,作用前系统总动量等于作用后系统的总动量)(2)Δp 1+Δp 2=0,Δp 1= -Δp 2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等、方向相反)(3)ΔP =0(系统总动量的增量为零)【注意】:①同一性:上述式中的速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系。

②矢量性:动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算。

③同时性:表达式两边的各个速度必须是同一时刻的速度。

思考与讨论:1.如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块,此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,子弹与木块作为一个系统动量是否守恒?说明理由。

子弹射入木块过程系统动量是否守恒?2.一个物体运动到最高点在内力(不是很大)作用下分裂为小的二部分,则分裂前后是否动量守恒?3.如图所示,光滑的地面上,一小球A以速度v0水平冲上滑块B的过程(不脱离),则A、B组成的系统动量是否守恒?我的结论:3.动量守恒的条件:(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.(3)系统在某一方向满足上述(1)或(2),则该方向上系统的总动量守恒.例1、关于动量守恒的条件,下列说法中正确的是()A.只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒B.只要系统内某个物体做加速运动,动量就不守恒C.只要系统所受合外力恒定,动量守恒D.只要系统所受外力的合力为零,动量守恒例2、在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧,且弹簧两端与A 和B不固定如图所示,用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统,下面说法正确的是()A.两手同时放开后,系统总动量始终为零B.先放开左手,再放开右手后,动量不守恒C.先放开左手,后放开右手,总动量向左D.无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零【分析】:此题重在引导学生针对不同的对象(系统),对应不同的过程中,受力情况不同,总动量可能变化,可能守恒。

【通过此题,让学生明白:在学习物理的过程中,重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程,根据实际情况选用对应的物理规律,不能生搬硬套。

】题3:在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后结合在一起继续运动,求货车碰撞后运动的速度。

解题步骤:1)确定研究对象2)分析研究对象所受的外力3)判断系统是否符合动量守恒条件4)规定正方向,确定初、末状态的正、负号5)根据动量守恒定律列式求解例题4:两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg,两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动,某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰.则:(1)甲车开始反向时,乙的速度为多大?(2)两车最近时,乙的速度为多大?变式训练:如图,小车放在光滑的水平面上,将小球拉开到一定角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒B.小球向左摆动时,小车则向右运动,且系统动量守恒C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车速度不为零D.在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反高考链接:如图所示, A 、B 两物体的质量比 mA ∶mB =3∶2,它们原来静止在平板车C 上,A 、B 间有一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有( )A .A 、B 系统动量守恒 B .A 、B 、C 系统动量守恒C .小车向左运动D .小车向右运动(通过高考题联接,加深动量理解的同时提高难度)(三):课堂巩固训练 1、如下图所示,紧靠着放在光滑的水平面上的木块A 和B ,其质量分别为kg m A 5.0=,kg m B 3.0=,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量kg m C 1.0=的滑块C (可视为质点),以s m v C /25=的速度恰好水平地滑到A 的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B 上,B 和C 的共同速度为3.0m/s ,求:(1)木块A 的最终速度A v ;(2)滑块C 离开A 时的速度C v '。

解析:这是一个由A 、B 、C 三个物体组成的系统,以这系统为研究对象,当C 在A 、B 上滑动时,A 、B 、C 三个物体间存在相互作用,但在水平方向不存在其他外力作用,因此系统的动量守恒。

(1)当C 滑上A 后,由于有摩擦力作用,将带动A 和B 一起运动,直至C 滑上B 后,A 、B 两木块分离,分离时木块A 的速度为A v 。

最后C 相对静止在B 上,与B 以共同速度s m v B /0.3=运动,由动量守恒定律有B C B A A C C v m m v m v m )(++= ∴A B C B C C A m v m m v m v )(+-==s m s m /6.2/5.00.3)1.03.0(251.0=⨯+-⨯(2)为计算C v ',我们以B 、C 为系统,C 滑上B 后与A 分离,C 、B 系统水平方向动量守恒。

C 离开A 时的速度为C v ',B 与A 的速度同为A v ,由动量守恒定律有B C B C C B B v m m v m v m )(+='+ ∴C AB BC B C m v m v m m v -+=')(sm s m /2.4/1.06.23.00.3)1.03.0(=⨯-⨯+=2、如图所示,气球与绳梯的质量为M ,气球的绳梯上站着一个质量为m 的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m )g 跟浮力F 平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.(四)课堂小结教师活动:让学生自己总结所学内容,并谈学习本节内容时,哪些地方感觉模糊,疑惑。

学生活动: 认真总结概括本节内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。

(五)板书设计16.3动量守恒定律一.系统,内力,外力(1)系统:有相互作用的物体通常称为系统(2)系统中各物体之间的相互作用力叫做内力(3)外部其他物体对系统的作用力叫做外力二.动量守恒定律:1、内容:一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变2、表达式:'2'121p p p p +=+或'p p =或ΔP =03、条件:(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.4、适用范围:(1)小到微观粒子,大到天体(2)不仅适用于低速运动,也适用于高速运动。

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