第一篇:动量守恒定律教学设计范文
《动量守恒定律》教学设计
物理组 梁永
一、教材分析 地位与作用
本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册(人教版)第一章第三节。本节讲述动量守恒定律,它既是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点内容。它是在学生学习了动量、冲量和动量定理之后,以动量定理为基础,研究有相互作用的系统在不受外力或所受合外力等于零时所遵循的规律。它是动量定理的深化和延伸,且它的适用范围十分广泛。
动量守恒定律是高中物理阶段继牛顿运动定律、动能定理以及机械能守恒定律之后的又一重要的解决问题的基本工具。动量守恒定律对于宏观物体低速运动适用,对于微观物体高速运动同样适用;不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统。因此,动量守恒定律不仅在动力学领域有很大的应用,在日后的物理学领域如原子物理等方面都有着广泛的应用,为解决物理问题的几大主要方法之一。因此,动量守恒定律在教学当中有着非常重要的地位。
二、学情分析
学生在前面的学习当中已经掌握了动量、冲量的相关知识,在学习了动量定理之后,对于研究对象为一个物体的相关现象已经能够做出比较准确的解释,并且学生已经初步具备了动量的观念,为以相对较为复杂的由多个物体构成的系统为研究对象的一类问题做好了知识上的准备。
碰撞、爆炸等问题是生活中比较常见的一类问题,学生对于这部分现象比较感兴趣,理论和实际问题在这部分能够很好地结合在一起。学生在前期的学习和实践当中已经具备了一定的分析能力,为动量守恒定律的推导做好了能力上的准备。
从实验导入,激发学生求知欲,对于这部分的相关知识,学生具备了一定的主动学习意识。
三、教学目标、重点、难点、关键
(一)教学目标
1.知识与技能:理解动量守恒定律的确切含义和表达式,能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律,掌握动量守恒定律的适用条件。
2.过程与方法:分析、推导并应用动量守恒定律
3.情感态度与价值观:培养学生实事求是的科学态度和严谨务实的学习方法。
(二)重点、难点、关键
重点:动量守恒定律的推导和守恒条件 难点:守恒条件的理解 关键:应用动量定理分析
四、设计理念
在教学活动中,充分体现学生的主体地位,积极调动学生的学习热情,让学生在学习过程当中体会成功的快乐,渗透严谨务实的科学思想;同时,教师发挥自身的主导作用,引导学生在学习探究活动当中找到正确的分析方向,五、教学流程设计 教学方法
分析归纳法、质疑讨论法、多媒体展示 教学流程
(一)引入新课
回顾动量定理的内容和表达式,指出动量定理的研究对象为一个物体。质疑:当物体相互作用时,情况又怎样呢?
(二)新课教学
1、分析教材中实验部分,对比多媒体展示的实验,总结通过实验得到的相关结论。
2、创设物理情景,搭设认知台阶,引导学生利用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律的形式。
3、讨论合外力不为零的情形,利用动量定理和牛顿第三定律重新推导,判断系统动量在碰撞前后是否守恒,从而确定动量守恒定律成立的条件。
4、总结动量守恒定律内容
5、介绍动量守恒定律的适用范围
(三)小结
师生共同总结动量守恒定律的内容、条件以及适用范围。
(四)作业P10 练习三(3)(4)
六、板书设计 动量守恒定律
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变
(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
2、表达式:pp'''12p1p2或pp
3、条件:一个系统不受外力或外力之和为零,系统的总动量保持不变
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
第二篇:《动量守恒定律及其应用》教学设计
《动量守恒定律及其应用》教学设计
何小东
一、教材分析
地位与作用
本节讲述动量守恒定律及其应用,它既是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点内容。它是在学生学习了动量、冲量和动量定理之后,以动量定理为基础,研究有相互作用的系统在不受外力或所受合外力等于零时所遵循的规律。它是动量定理的深化和延伸,且它的适用范围十分广泛。
动量守恒定律是高中物理阶段继牛顿运动定律、动能定理以及机械能守恒定律、能量守恒定律之后的又一重要的解决问题的基本工具。动量守恒定律对于宏观物体低速运动适用,对于微观物体高速运动同样适用;不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统。因此,动量守恒定律不仅在动力学领域有很大的应用,在日后的物理学领域如原子物理等方面都有着广泛的应用,为解决物理问题的几大主要方法之一。因此,动量守恒定律在教学当中有着非常重要的地位。
二、学情分析
学生在前面高二的学习当中已经学习了动量、冲量、动量定理、动量守恒定律的相关知识,只是时间有点久,现在只记得公式和简单应用。对于动量守恒的条件已经基本忘记。对于很多经典模型还不会立刻写出公式,对于模型的末状态临界问题还很难把握。大部分学生对于动量守恒定律还是觉得比较容易,反而是与之对应的能量守恒公式对他们是难点。
三、教学目标、重点、难点
(一)教学目标
1.理解系统动量守恒的条件.2.会应用动量守恒定律解决基本问题.3.可以写出动量守恒与之对应的能量守恒.(二)重点、难点、关键
重点:教学目标的三点
难点:动量守恒条件的理解和能量守恒
四、设计理念
在教学活动中,充分体现学生的主体地位,积极调动学生的学习热情,让学生在学习过程当中体会成功的快乐,渗透严谨务实的科学思想;同时,教师发挥自身的主导作用,引导学生在学习中找到正确的分析方向,五、教学流程设计
教学方法
分析归纳法、典题例析法、多媒体展示
教学流程
(一)复习回顾
回顾动量守恒定律的内容、表达式和条件
(二)应用
经典模型的分析与应用:
1、碰撞的分类(主要讲解弹性碰撞和完全非弹性碰撞)
2、子弹打木块模型
3、小球弹簧问题
4、摩擦带动模型
(三)作业 步步高94--96
六、板书设计
动量守恒定律及其应用
1、表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
2、条件:
3、应用
七、反思
练习题
1、(2021全国乙卷14)如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统()
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量守恒,机械能不守恒
C.动量不守恒,机械能守恒
D.动量不守恒,机械能不守恒
2.弹性碰撞(m1、m2)
讨论:①若m1=m2,则v1′=0,v2′=v1(速度交换);
②若m1>m2,则v1′>0,v2′>0(碰后两物体沿同一方向运动);当m1≫m2时,v1′≈v1,v2′≈2v1;
③若m1
4、
(2020·全国卷Ⅲ·15)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示.已知甲的质量为1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为
(2020·全国卷Ⅲ·15)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示.已知甲的质量为1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为
A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J5、如图所示,光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A,用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m的木块B.一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块(时间极短),试求:(不计空气阻力,重力加速度为g).求:
子弹射入木块B时产生的热量;
6、如图所示,小球B与一轻质弹簧相连,并静止在足够长的光滑水平面上,质量为m1的小球A以v的速度与轻质弹簧正碰.小球B的质量为m2.求当两个小球与弹簧组成的系统动能最小时,小球B的速度的大小.以及弹簧的弹性势能。
7、滑块恰好不滑出长木板,动摩擦因数为μ,求木板的长度L。
第三篇:动量守恒定律教学设计
教
学
设
计
稿
辽阳市第二高级中学物理组
李鑫
§ 16.2
动量守恒定律
(一)一、教学目标
知识技能:
1、理解动量的概念,会计算动量的一维变化
2、理解动量守恒定律及其条件拓宽
3、会应用动量守恒定律解决计算问题
过程与方法: 独立学与合作学 情感态度与价值观:
1、体验探索物理奥秘和创设物理情境的乐趣,培养科学探索和创造精神;
2、体会艺术中的科学,升华爱科学、爱祖国的情感
二、重点、难点
重点
动量和动量守恒定律 难点
动量的变化;动量守恒的条件 三、教法与学法
教法:两先两后,既先学后教,先练后讲。学法:独立学与合作学
四、教学准备
多媒体(展示学案播放动画)、实物展示台(供学生展示用)、学案(课前要求预习)
五、教学过程 引入新课:展示学生学案中对上节知识的回顾引入本节课 进行新课:
1、每个知识点都是先展示学生对学案中知识点的理解,先学后教突破重点。让学生自己小组讨论设计我是大导演里的物理情景并进行展示,先练后讲突破难点。最后由教师进行肯定和补充师生达成共识完成对每个知识点的教学。
2、三个知识点都学习完成后通过一个动画情景引出一道例题进行巩固练习
例题:若老鼠Jerry喷出质量mq = 10g 的气体之后,自己的质量是mJ = 0.5kg,且获得了vJ
= 1m/s 的水平速度,则Jerry喷出的气体相对于地面的速度vq 是多大?
3、让学生亲自动手做两个小实验,通过亲身体验进一步达到突破难点的目的
课堂小结:对所学的知识点进行总结 反馈评价:小组讨论,师生交流,反馈信息 布置作业:由一个小游戏引出本节的作业 思考:比较动量和动能
观察:观察或回忆生活中与动量守恒有关的现象或片段 交流;与同学们交流物理情境,共同分析其中的规律 提升:结合实际,估算数据,通过定量计算分析情境的科学性
六、板书设计 §16.2
动 量 守 恒 定 律(一)
一、动量
二、系统、内力和外力
三、动量守恒定律
1、定义式:p=mv
至少
内部
外部
1、内容(略)矢量性 相对性 状态量
两个
施力
施力
2、表达式:
2、单位:kgm/s
内力和外力的区分
p1 + p2 = p1' + p2'
3、动量变化量
依赖于系统的选取
3、条件(略)△p = p'- p = mv'-mv
·矢量性同时性相对性
学 案 设 计
〈我来学学〉§16.2动量守恒定律
(一)[回顾]A、B碰撞实验中,(填“A”或“B”或“AB系统”)具有的 守恒
[查阅资料]“mv”是什么?“mv”给了你什么印象? [我是大导演]你能导演一场“mv”(一维)变化的情境吗?
[分析研究]说说碰撞实验中,什么情况造成了A和B的mv都改变了,而AB系统的mv却没变?
[我的理论]
1、动量守恒之我论。
2、表达式
3、说明
[查阅资料][想想说说] [我是大导演]你能导演一场动量守恒的情景吗?
第四篇:动量守恒定律的应用-教学设计
物理习题课中的五步教学法
----《动量守恒定律的应用》教学设计
江苏省怀仁中学
张忠一
一、教学目标:
1、知识目标:
应用动量守恒定律处理相互作用的物体的位移变化关系问题
2、能力目标:
培养学生的分析、归纳问题的能力和对知识的“迁移”能力
3、情感目标:
通过小组间的讨论竞赛,培养学生的团结协作精神和集体荣誉感,并让学生感受由困惑到豁然开朗的愉悦。
二、教学方法:
1、启发:动机是指引起和维持个体的活动,并使活动朝向某一目标的内部心理过程和内部动力。人的各种活动是在动机的指引下向着某一目标进行的,而兴趣是人们探究某种事物或从事某种活动的心理倾向,是推动人们认识事物、探求真理的重要动机。教师利用生动有趣的实验、生活中的物理现象和创设物理情境等方式来设疑,从而激发学生的学习兴趣、启发学生解释物理现象,探索物理知识的求知欲。“启”是教学过程中最重要的一种教学方法。
2、阅读:指学生在教师的指导下阅读物理问题,并进行独立思考。在读题的过程中,注重思考两点:第一是物理过程,这是把握问题的整体思路,是选择相关物理知识来处理问题的前提和依据。第二是分析各物理量,其中包括已知的量、待求的量、不变(或相同)的量、隐含的量,这是解决问题的基本思路,也是进一步确定所应用物理规律的方法。
3、议论:指教师组织学生针对阅读过程中出现的问题,利用已有的知识能力所进行的小组议论(宜四人一组)、全班讨论和师生共议。“议”一方面可以使学生加深理解所阅读的内容,另一方面还能启发学生的思维,培养学生的创新意识,促进学生的主动学习,加强学生间的团结协作能力,在讨论过程中教师尽量做到充分调动全体学生思维的积极性,鼓励他们积极思考,主动发言,提出问题。还要求教师具有敏锐的洞察力和良好的调控能力,准确把握讨论的信息,注意收集讨论中出现的带有普遍性的问题。
4、讲评:指学生和教师的讲解。学生分组讨论,选出组长,由组长向全班学生阐述讨论结果,并由其他同学进行补充、完善,这样可以促进学生的思维,锻炼学生的口才,还可以培养学生学习的主动性。教师针对学生在讨论过程中出现的带有普遍性的问题及关键性的问题进行讲解,讲的目的在于启发学生积极思维,帮助学生找出解决问题的方法、规律。
5、练习:指学生在掌握了一定的知识技能的情况下进行的形成性练习,从而进一步巩固所学的知识,练习的方式可以多样化,包括课内练习和课外练习,练习的内容应紧扣所学内容。课堂练习应“小”“精”“活”,有利于启迪学生思维,有利于学生理解所学内容,有利于提高学生的综合能力,有利于培养学生的创新意识和创新能力。课外练习应结合学生的日常生活或结合科学技术的应用,拓展学生的视野和思维。
三、教学内容:
1、引入:
江南水乡,风景秀丽,泛舟河中,其乐无穷。很多学生都坐过小渔船,但他们感到困惑的是:人在船上向前走时,为什么船却向后退?人在船上向前走的距离与船向后的距离又有什么关系呢?
题外话:在这节课之前,利用研究性学习课时间,带领学生到学校东面的小河边(这里渔民很多)去亲自体验这种情景,并分组进行测量记录。
2、投影:
例:静止在水平面上的船长为L,质量为M,一个质量为m的站在船头,当此人由船头走到船尾时,不计水的阻力,人移动的距离是多少?船移动的距离是多少?
学生审题后教师提出问题:
1、人走动是匀速的还是变速的?
2、人走动时与船之间水平方向是否存在力?
3、人走动时船是否运动?
4、若船运动,与人的走动速度关系如何?
5、人移动的距离等于船长L吗?
6、这个问题可能利用什么知识来处理?
将学生分组进行讨论,视回答情况进行积分竞赛。
对于两个物体相互作用,运动情况也相互影响的问题,学生很容易想到可能利用动量守恒定律来处理,但动量中涉及到的只是物体的速度,而题中要求移动的距离。这也是此题的一个“关节”所在,此时教师引导学生考虑速度与距离的关系,学生会想到s=vt,设人的速度为v1行走的距离为s1;船的速度为v2,行走的距离为s2,以人的行走方向为正方向,根据动量守恒定律:
0=mv1+M(-v2)两边同乘以时间t,则
0=mv1t-Mv2t
即 0=ms1-Ms2
学生可能会出现上面这样一个盲目的解题结果,根本没有理解这里v1、v2的意义。这时教师应提醒学生注意:s=vt只对匀速直线运动适用,而人和船的运动状态是个不定量,所以v只能是平均速度。但是动量mv是状态量,而平均速度是过程量,这里又存在矛盾,如何化解呢? 我们可以这样来想:对于一个变速运动的过程,它的平均速度比最大速度小,比最小速度大,所以一定会等于此过程中某一时刻的瞬时速度的大小,假设这一时刻人和船的速度分别为v1、v2,根据动量守恒定律:
0=mv1+M(—v2)
即
0=mv1+M(-v2)
那么 0=mv1t+M(-v2t)所以 0=ms1-Ms2
①
本题还有一个难点所在:人移动的距离和船移动的距离有什么关系?对于这一点,学生经过亲身经历已有感性认识,通过讨论会解决的。借助画图来分析:
由图易知:s1+s2=L
② 联立①②得
Ms1=L Mmms2=L Mm讨论:末状态会出现如下图所示情况吗?为什么?
(不可能,因为人的速度方向向右,末位置应在出发点的右侧。)
课堂练习1:静止在水面的船长为L,质量为M,一个质量为m,长为l的小车从船头由静止开向船尾时,不计水的阻力,则车移动的距离是多少?船移动的距离是多少?
本题类似于“队伍过桥”问题,与例题的区别在于车相对于船比人相对
Mm于船少走l,所以s1=(L—l)
s2=(L—l)
MmMm
课堂练习2:静止在水面上的船长为b,斜边长为a,质量为M,一个质量为m的小球从船头由静止沿斜面滚向船尾时,不计水的阻力,则球移动的距离是多少?船移动的距离是多少?
系统水平方向上动量守恒。先考虑小球
M水平方向上移动的距离s1=b,再考
Mm虑沿斜面方向上移动的距离
s`1=s(ab)
mb Mm课外练习:静止在水面上的船长为L,一人站立船头,手持一枪,船尾有一靶,子弹不能穿透靶。已知枪中有n子弹,每发子弹的质量为m,船、人、s2=枪和靶的总质量为M,问:子弹发射完后,船移动的距离是多少?
每发射一颗子弹,系统的动量守恒。在发射n发子弹的过程中,系统的动量也守恒,并可以等效地看成n发子弹一齐发射出去。
四、教学说明:
1、动量为状态量,对应的速度应为瞬时速度。所以动量守恒定律中的“总动量保持不变”指的应是系统的初、末两个时刻的总动量相等,或系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等。若相互作用的两个物体作用前均静止,则相互作用的过程中系统的平均动量也守恒,利用这一点我们解决不少涉及位移的问题。
2、动量守恒定律的公式中各速度都要相对同一惯性参照系。地球及相对地球静止或相对地球匀速直线运动的物体即为惯性系。所以在应用动量守恒定律研究地面上物体的运动时,一般以地球作参照系。
第五篇:《动量守恒定律》说课稿
《动量守恒定律》说课稿
庄儒波
一、说教材
力对空间和时间的积累,是力对物体作用的两种基本表现形式。在《物理》选修本中,先介绍描述力的时间积累效应――动量定理,之后深入介绍了物体相互相互作用过程中所遵循的基本规律――动量守恒定律,这是高中学生所学习的自然界中四个基本守恒定律之一,因而它具有特殊的地位。
教材选取两体问题中的碰撞模型,依据牛顿第二定律导出了动量守恒定律的一维表达式,再将结论拓展为多体、两维情况,较全面地介绍了动量守恒定律的适用范围要广泛得多,它不仅和牛顿第二定律一样适用于宏观低速系统,也适用于牛顿第二定律不成立的宏观高速系统及微观系统。教材还详尽地介绍了动量守恒的条件,指出在系统不受外力或所受外力的合力为零时,系统的动量保持不变。
前节教材讲述的冲量动量及动量定理是全章的基础知识,在中学物理中用动量定理处理的对象一般是单体,本节则将研究对象拓展到系统,在动量定理的基础上概括出动量守恒定律,因此,本节内容是上节内容的深化和延伸,定律对众多的研究对象,用更为复杂的数学表述形式,深入地概括了封闭系统中的一般规律,动量守恒定律不仅是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点.学好本节内容,对今后综合处理物理问题以及学习新的物理知识都是至关重要的.本节的重点是理解动量守恒的条件,难点是理解动量守恒定律的物理内涵;动量的矢量性`动量的相对性以及研究对象的系统性、物理状态的同时性。
应当指出,教材中推导一维动量守恒定律的数学表达时,所借助的是在光滑平面上的两体碰撞模型。这个模型虽然简单,也便于学生接受,但因力学环境较简单,对揭示动量守恒的条件,特别是阐述在系统受到合外力为零时动量守恒、系统内相互作用的内力远大于其所受合外力时系统动量近似守恒,显得论述不够充分。学生常在确定动量守恒定律成立条件时发生错误,不能认识认为这为是原因之一。有鉴于此,可另选受力较为复杂的两体模型
二、教学目标
根据教学大纲的要求、教材的具体内容和高中学生的认知特征,拟确定下列教学目标:
1、知识目标 能用一维、两体模型推导动量守恒定律,理解并掌握动量守恒定律的内容,了解动量守恒定律几种不同的数学表达式。
2、能力目标 理解动量守恒定律的成立条件,能够在具体问题中判定动量是否守恒;能熟练应用动量守恒定律解决问题,知道应用动量守恒定解决实际问题的基本思路和方法。在具体应用中,能注意守恒方程的“四性”:系统性、相对性、同时性、矢量性。
3、科学思维品质目标
使学生认识到,研究物理量的守恒关系是一种科学思维方法。物理学中的许多重要定理、定律,其本质上都是表达了一定的守恒关系。动量守恒、是自然中质量守恒、能量守恒、动量守恒、电荷守恒这四大基本守恒定律之一,它具有广泛的适用范围。
三、说教法
1、引导探索式
物理教学大纲指出,学习物理,重在理解。为使学生理解动量 守恒的概念及其守恒条件,宜采用引导探索式教学方法。由教师在关键步骤上作恰当引导,师生共同对给出一维、两 体模型中的每个单体及系统由两者构成的系统进行受力分析,确定单体及系统所受的合冲量;确定单体及系统的动量变化。在对单体应用动量定理的基础上,引出系统动量守恒的概念,进而探索系统动量守恒的条件。在探索的过
程中,充分利用分析、推理的方法,通过演译论证,环环相扣地得出结论,以便培养学生的分析能力及综合概括能力。
2、讲练结合式
在讨论动量守恒定律应用中应注意的几个问题时,让学生分析具体问题,教师注意随时发现学生中出现的错误,或有意给出错误解答,及时组织学生分析产生错误的原因,把教师的主导作用与学生的主动性有机地结合起来,及时强化有关知识。
四、说教学程序
1、利用一维、两体模型导出动量守恒定律
如图1所示,质量分别为m1m2的A、B两物体叠放在水平面上,所有接触面均 粗糙,两物体具有水平速度且分别为v1、v2(设v1>v2)。在水平拉力F作用下,//经时间t,两者速度分别为v1、v2。
(1)由学生分析两物体的受力情况(图中竖直方向为平衡态,所受重力、弹力未画出),指出其中的一对作用力与反作用力(图中均用f1表示)。
(2)在教师指导下,由学生分别以A、B为对象,利用动量定理导出下列方程:
/
A:(F-f1)t=m1v1-m1v1,/
B:(f1-f)t=m2v2-m2v2。
(3)教师提出将上述两方程相加,可得:
//(F-f)t=(m1v1+m2v2)-(m1v1+m2v2)
○
教师结合模型介绍系统、内力、外力及动量守恒的概念,并进一步指出:1 将前述两式相加的物理意义是,把研究对象由单体扩展为系统;2 内力(一对f1)只能在v系统内的物体间传递动量,不能改变系统的总动量;3 外力(F及f)可以改变系统的总动量,且合外力的冲量等于系统动量的增量(系统动量定理,不要求全体学生掌握)。
(4)师生共同分析系统动量守恒的条件:先由学生分组讨论,再由各组代表发言,教师最后总结,若使下述守恒方程成立,即有
////
2m1v1+m2v2=m1v1+m2v2
○
其必要且充分条件是:
A.F=f=0,即系统不受外力.(可将系统视为竖直方向不受外力,理想条件).
B.F-f=0,即系统虽受外力但所受外力的合力为零. 2、讨论例1(使用投影仪出示):木块A和B用一只弹簧连接起来放在光滑水平面上,A紧靠墙壁,在B上施加向左的水平力F使弹簧压缩如图2所示.当撤去外力F后,问:(1)A尚未离开墙壁前,A、B系统动量是否守恒?
(2)A离开墙壁后,A、B系统动量是否守恒?
(3)A离开墙壁后,A、B及地球系统动量是否守恒?
重点引导学生分析:外界对系统在水平方向是否存在有作用力.答案;(1)墙壁对系统的冲量不为零,不守恒;(2)守恒;(3)守恒.
师生共同小结 注意系统性.动量守恒定律描述的对象是由两个以上物体构成的系统,选取某一系统动量可能守恒,而选取另一系统动量可能不守恒;当选取两个不同的系统动量虽均守恒时,但可能选取其中一个解题较简捷.
提问(投影出示问题)若设想图1中两叠放物体在竖直方向有相同的加速度和瞬时速度,系统在竖直方向处于不平衡状态,图中的各摩擦力仍存在,其它条件不变.问:1吗?2.2吗?1.能得到方程○在满足充要条件A或条件B时,能得到方程○(答案:均能得到)
教师进一步拓展 据上述提问可得:某一方向上动量守恒的条件:相互作用的系
统所受的外力矢量和不为零,但在该方向上不受外力或外力在该方向上的分量和为零.
3.讨论例2(投影出示例2):如图3所示,质量均为M的A、B两木块从同一高度自由下落.当A木块落至某一位置时被以速度v0水平飞来的质量为m的子弹击中(设子弹未穿出),则A、B两木块在空中运动的时间tA、tB的关系是
A.tA=tB B.tA>tB C.tA<tB D.无法比较
重点分析A与子弹构成的系统:(1)水平方向不受外力,动量守恒.(2)竖直方向:子弹击中瞬间A在竖直方向的速度v1,击中后共同速度为v2,击中经历的时
2有(m+M)gt=(M+m)v2-Mv1.由于重力(m间为t,则依方程○+M)g为有限量,且t极小,重力的冲量趋于零,故有(M+m)v2=Mv1,即竖直方向动量近似守恒.依v2<v1知选项B正确,据此有:动量近似守恒的条件:系统所受外力的矢量和不为零,但为有限量,且相互作用的时间极短(t0),则外力的总冲量近似为零,系统的动量近似守恒。
4、讨论例3(投影出示例3):如图4所示,在光滑的水平上,一辆平板车载 着一人以速度v0=6m/s水平向左匀速运动。已知车的质量M=100㎏,人的质量m=60㎏。某一时刻,人突然相对于车以u=5m/s的速度向右奔跑。求人奔跑时车的速度多大?
请4名学生板演,师生共同分析可能出现的错误(或由教师给出):
错解一:
1(M+m)v0=Mv+mu
○
错解二:(M+m)v0=Mv0+m(v0-u)
○
1式中v为车相对地的速度,u为人相对车的速度.违反了动量守恒要 学生分析 ○选取同一参考系的原则.教师小结
注意相对性。由于动量的大小和方向与参照系的选择有关,因此应用动量守恒定律时应注意参考系的选取,必须选择地球或相对地球做匀速百直线运动的物体为参考系。如果题设条件中各物体的速度不是相对同一参考系的必须将它们转换成相对同一参考系的速度是。
2式中 学生讨论后分析 ○(v0-u)不是人奔跑时相对于地的速度.人奔跑时相对于地的速度应该是人对车发生作用后的速度,而不是人相对作用前车的速度.
教师小结 注意同时性.动量守恒定律方程两边的动量分别是系统在初、末态的总动量.初态动量中的速度都应该是相互作用前同一时刻的瞬时速度,末态动量中的速度都必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度.学生给出正确答案:(M+m)v0=Mv+m(v-u).(M+m)v0=Mv+m(u-v).解得
v=7.88m/s 教师提问 上述两式右端第二项不同表述形式的物理意义是什么?答:两式中均取正方向水平向右,(v-u)表示人速方向向右,(u-v)表示人速方向向左.
5.教师小结:注意矢量性。动量守恒定律的表达式是矢量方程,对于系统内部各物体相互作用前后均在同一直线上运动的问题,应首先选定正方向,凡与正方向相同的动量取正,反之取负;对于方向未知的动量一般先假设为正,根据求得的结果再判断假设的真伪。
6.小结本节内容,布置作业。