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高中物理动量守恒定律教案优秀完整版

2024-02-01 10:06:25 21好文网 物理教案

高中物理动量守恒定律教案优秀

  作为一名教学工作者,时常需要用到教案,借助教案可以恰当地选择和运用教学方法,调动学生学习的积极性。那么写教案需要注意哪些问题呢?下面是小编帮大家整理的高中物理动量守恒定律教案优秀,仅供参考,大家一起来看看吧。

  一、教学目标

  1、知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。

  2、学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。

  二、重点、难点分析

  1、重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。 2.难点是动量守恒定律的矢量性。

  三、教具

  1、气垫导轨、光门和光电计时器,已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)。

  2、计算机(程序已输入)。

  四、教学过程

  (一)引入新课

  前面已经学习了动量定理,下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统,在不受外力的情况下,二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化,整个物体系统的动量又将如何?

  (二)教学过程设计

  1、以两球发生碰撞为例讨论“引入”中提出的问题,进行理论推导。画图:

  设想水平桌面上有两个匀速运动的球,它们的质量分别是m1和m2,速度分别是v1和v2,而且v1>v2。则它们的总动量(动量的矢量和)p=p1+p2=m1v1+m2v2。经过一定时间m1追上m2,并与之发生碰撞,设碰后二者的速度分别为v1'和v2',此时它们的动量的矢量和,即总动量p'=p1'+p2'=m1v1'+m2v2'。

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

  下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p和p'有什么关系。设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2,力的作用时间是t。根据动量定理,m1球受到的冲量是F1t=m1v1'-m1v1;m2球受到的冲量是

  F2t=m2v2'-m2v2。

  根据牛顿第三定律,F1和F2大小相等,方向相反,即F1t=(m2v2'-m2v2) 整理后可得

  板书:m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2或写成

  p1'+p2'=p1+p2

  就是p'=p这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。分析得到上述结论的条件:

  两球碰撞时除了它们相互间的作用力(这是系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,但它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 2.结论:相互作用的物体所组成的系统,如果不受外力作用,或它们所受外力之和为零。则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。

  做此结论时引导学生阅读课文。并板书。

  ∑F外=0时

  p'=p 3.利用气垫导轨上两滑块相撞过程演示动量守恒的规律。 (1)两滑块弹性对撞(将弹簧圈卡在一个滑块上对撞)

  光电门测定滑块m1和m2第一次(碰撞前)通过A、B光门的时间t1和t2以及第二次(碰撞后)通过光门的时间t1'和t2'。光电计时器记录下这四

  个时间。

  将t

  1、t2和t1'、t2'输入计算机,由编好的程序计算出v

  1、v2和v1'、v2'。将已测出的滑块质量m1和m2输入计算机,进一步计算出碰撞前后的动量p

  1、p2和p1'、p2'以及前后的总动量p和p'。

  由此演示出动量守恒。

  注意:在此演示过程中必须向学生说明动量和动量守恒的矢量性问题。因为v1和v2以及v1'和v2'方向均相反,所以p1+p2实际上是|p1|-|p2|=0,同理p1'+p2'实际上是|p1'|-|p2'|。

  (2)两滑块完全非弹性碰撞(将弹簧圈取下,两滑块相对面各安装尼龙子母扣)

  为简单明了起见,可让滑块m2静止在两光电门之间不动(p2=0),滑块m1通过光门A后与滑块m2相撞,二者粘合在一起后通过光门B。

  光门A测出碰前m1通过A时的时间t,光门B测出碰后m1+m2通过B时的时间t'。将t和t'输出计算机,计算出p1和p1'+p2'以及碰前的总动量p(=p1)和碰后的总动量p'。由此验证在完全非弹性碰撞中动量守恒。

  (3)两滑块反弹(将尼龙拉扣换下,两滑块间挤压一弹簧片)将两滑块置于两光电门中间,二者间挤压一弯成∩形的弹簧片(铜片)。同时松开两手,钢簧片将两滑块弹开分别通过光电门A和B,测定出时间t1和t2。

  将t1和t2输入计算机,计算出v1和v2以及p1和p2。

  引导学生认识到弹开前系统的总动量p0=0,弹开后系统的总动量pt=|p1|-|p2|=0。总动量守恒,其数值为零。

  4、例题

  甲、乙两物体沿同一直线相向运动,甲的速度是3m/s,乙物体的速度是1m/s。碰撞后甲、乙两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度的大小都是2m/s。求甲、乙两物体的质量之比是多少?

  引导学生分析:对甲、乙两物体组成的系统来说,由于其不受外力,所以系统的动量守恒,即碰撞前后的总动量大小、方向均一样。

  由于动量是矢量,具有方向性,在讨论动量守恒时必须注意到其方向性。为此首先规定一个正方向,然后在此基础上进行研究。

  板书解题过程,并边讲边写。板书:

  讲解:规定甲物体初速度方向为正方向。则v1=+3m/s,v2=1m/s。碰后v1'=-2m/s,v2'=2m/s根据动量守恒定律应有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'移项整理后可得m1比m2为

  代入数值后可得m1/m2=3/5,即甲、乙两物体的质量比为3∶5。 5.练习题

  质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车,已知平板车的质量是80kg,求小孩跳上车后他们共同的速度。

  分析:对于小孩和平板车系统,由于车轮和轨道间的滚动摩擦很小,可以不予考虑,所以可以认为系统不受外力,即对人、车系统动量守恒。

  板书解题过程:

  跳上车前系统的总动量

  p=mv跳上车后系统的总动量

  p'=(m+M)V由动量守恒定律有mv=(m+M)V解得

  6、小结

  (1)动量守恒的条件:系统不受外力或合外力为零时系统的动量守恒。

  (2)动量守恒定律适用的范围:适用于两个或两个以上物体组成的系统。动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律,对高速或低速运动的物体系统,对宏观或微观系统它都是适用的。

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