高二物理动量守恒定律教案（5篇模版）

第一篇：高二物理动量守恒定律教案

§8·3 动量守恒定律

教学目标：1．理解动量守恒定律的确切含义和表达式

2．能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律 3．知道动量守恒定律的适用条件和适用范围

教学重点：掌握动量守恒定律的推导、表达式、适用范围和守恒条件 教学难点：正确判断系统在所研究的过程中动量是否守恒 教学方法：实验法、推理归纳法、举例讲授法

教学用具：投影仪，投影片，课件，两个质量相等的小车，细线、弹簧、砝码、气垫导轨

教学过程：

【引入新课】

我们在上几节课，学习了动量和冲量以及动量定理，动量定理已经把一个物体的动量变化跟物体所受外力作用一段时间紧密联系起来了，但是根据牛顿第三定律我们可以知道这个受到作用力的物体也一定会施加一个反作用力，也就是说力的作用是相互的，因此，我们就十分有必要研究一下有相互作用的物体系的动量变化规律

【讲授新课】

（一）动量守恒定律的推导

例：如图，在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1 和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v2＞v1，经过一段时间后，m2追上了m1，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′．试分析碰撞中两球动量的变化量有何关系。

①第一个小球和第二个小球在碰撞中所受的平均作用力F1和F2是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在两个物体上；

②第一个小球受到的冲量是： F1t=m1v1′-m1v1 第二个小球受到的冲量是：F2t=m2v2′-m2v2

③又F1和F2大小相等，方向相反。所以F1t=-F2t ∴m1v1′-m1v1=-(m2v2′-m2v2)由此得：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

即：p1+p2=p1′+p2′ 表达式的含义：两个小球碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量．

1．系统：有相互作用的物体构成一个系统．例如实验中的两辆小车或推导实例中碰撞的两个小球；

2．内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力叫做内力．例如：实验中两小车通过弹簧施加给对方的弹力；两小球在碰撞中施加给对方的平均作用力．

3．外力：外部其他物体对系统的作用力叫做外力．例如实验和推导实例中的重力和支持力．

（二）动量守恒定律的条件和内容

1．动量守恒定律的条件：系统不受外力或者所受外力之和为0。

2．动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为0，这个系统的总动量保持不变这个结论叫动量守恒定律．

3．动量守恒定律的表达式：p1+p2=p1′+p2′动量守恒定律的几种表达式为： ①p=p′（系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′）②Δp=0(系统总动量增量为0)

③Δp＇=-Δp2（相互作用的两个物体构成系统）两物体动量增量大小相等、方向相反． ④m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(相互作用两个物体组成系统，前动量和等于后动量和)

（三）动量守恒定律的适用范围：动量守恒定律不但能解决低速运动问题，而且能解决高速运动问题，不但适用于宏观物体，而且适用于电子、质子、中子等微观粒子．

（四）典型例题评讲

例1：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？

分析与解：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。

例2：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。

分析与解：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。

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

小结：动量守恒定律的解题步骤：

1、分析系统由多少个物体组成，受力情况怎样，判断动量是否守恒；

2、规定正方向（一般以原速度方向为正），确定相互作用前后的各物体的动量大小，正负；

3、由动量守恒定律列式求解.巩固练习

一、选择题

1.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射子弹时，关于枪、子弹和车的下列说法正确的有()A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 C.枪、子弹和车组成的系统动量守恒

D.若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪和车组成的系统动量守恒

2.两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以判定，在碰撞以前两球()A.质量相等

B.速度大小相等

C.动量大小相等

D.以上都不能判定 3.在下列几种现象中，动量守恒的有()A.原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统 B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和球为一系统

C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统

D.光滑水平面上放一斜面，斜面光滑，一物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统 4.两物体组成的系统总动量守恒，这个系统中()A.一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度 B.一物体受的冲量与另一物体所受的冲量相等 C.两个物体的动量变化总是大小相等、方向相反 D.系统总动量的变化为零

5.一只小船静止在水面上，一个人从小船的一端走到另一端，不计水的阻力，以下说法中正确的是()A.人在小船上行走，人对船的冲量比船对人的冲量小，所以人向前运动得快，小船后退得慢

B.人在小船上行走，人的质量小，它们受的冲量大小是相等的，所以人向前运动得快，小船后退得慢 C.当人停止走动时，因为小船惯性大，所在小船要继续向后退 D.当人停止走动时.因为总动量守恒，所以小船也停止后退

6.物体A的质量是物体B的质量的2倍，中间压缩一轻质弹簧，放在光滑的水平面上，由静止同时放开两手后一小段时间内()A.A的速率是B的一半

B.A的动量大于B的动量 C.A受的力大于B受的力

D.总动量为零

7.如图所示，F1、F2等大反向，同时作用于静止在光滑水平面上的A、B两物体上，已知MA>MB，经过相同时间后撤去两力.以后两物体相碰并粘成一体，这时A、B将()A.停止运动

B.向右运动

C.向左运动

D.仍运动但方向不能确定

二、填空题

8.在光滑的水平面上，质量分别为2kg和1kg的两个小球分别以0.5m/s和2m/s的速度相向运动，碰撞后两物体粘在一起，则它们的共同速度大小为______m/s，方向______.9.质量为M=2kg的木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为m=20g的子弹以v0=100m/s的速度水平飞来，射穿木块后以80m/s的速度飞去，则木块速度大小为______m/s.10.质量是80kg的人，以10m/s的水平速度跳上一辆迎面驶来的质量为200kg、速度为5m/s的车上，则此后车的速度是______m/s，方向______.三、计算题

11.用细绳悬挂一质量为M的木块处于静止，现有一质量为m的子弹自左方水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v，求:(1)子弹穿过后，木块的速度大小;(2)子弹穿过后瞬间，细绳所受拉力大小

12.甲、乙两个溜冰者相对而立，质量分别为m甲=60kg，m乙=70kg，甲手中另持有m=10kg的球，如果甲以相对地面的水平速度v0=4m/s把球抛给乙，求:(1)甲抛出球后的速度;(2)乙接球后的速度

13.在光滑水平面上，质量为m的小球A以速率v0向静止的质量为3m的B球运动，发生正碰后，A球的速度为

v0,求碰后B球的速率 414.一辆总质量为M的列车，在平直轨道上以v匀速行驶，突然后一节质量为m的车厢脱钩，假设列车受到的阻力与质量成正比，牵引力恒定，则当后一节车厢刚好静止的瞬间，前面列车的速率为多大?

15.两只小船在平静的水面上相向匀速运动如图所示，船和船上的麻袋总质量分别为m甲=500kg，m乙=1000kg，当它们首尾相齐时，由每一只船上各投质量m=50kg的麻袋到另一只船上去(投掷方向垂直船身，且麻袋的纵向速度可不计)，结果甲船停了下来，乙船以v=8.5m/s的速度沿原方向继续航行,求交换麻袋前两只船的速率各为多少?(不计水的阻力)

1C2 C

3A

4CD

5BD

6AD

7A 8答案:m/s;方向跟1kg小球原来的方向相同 9答案:0.2

10答案:0.71;与原来的方向相同 13m(v0v)m2(v0v)211答案:(1)(2)Mg

MML12答案:(1)v甲13答案:2m/s，与抛球的方向相反(2)v乙0.5m/s，与球的运动方向相同 315v0或v0 412MV14答案:

Mm15答案:以甲船和乙船及其中的麻袋为研究对象，以甲船原来的运动方向为正方向.麻袋与船发生相互作用后获得共同速度.由动量守恒定律有(相互作用后甲船速度v′甲=0)

0①(m甲m)v甲mv乙m甲v甲以乙船和甲船中的麻袋为研究对象，有(相互作用后乙船速度v′乙=0)

0② (m乙m)v乙mv甲m乙v乙由①、②两式解得

mm乙v乙5010008.5v甲m/s21m/s 22（m乙m）（m甲m）m（100050）（50050）50v乙m甲mmv甲500501m/s9m/s 50

第二篇：动量守恒定律教案

动量守恒定律

一、动量守恒定律

1.定律内容：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，这个结论叫做动量守恒定律.

说明：(1)动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既适用于宏观物体，也适用于微观粒子；既适用于低速运动物体，也适用于高速运动物体，它是一个实验规律，也可用牛顿第三定律和动量定理推导出来.

(2)相互间有作用力的物体系称为系统，系统内的物体可以是两个、三个或者更多，解决实际问题时要根据需要和求解问题的方便程度，合理地选择系统.2.动量守恒定律的适用条件

(1)系统不受外力或系统所受外力的合力为零.

(2)系统所受外力的合力虽不为零，但F内》F外，亦即外力作用于系统中的物体导致的动量的改变较内力作用所导致的动量改变小得多，则此时可忽略外力作用，系统动量近似守恒.例如：碰撞中的摩擦力和空中爆炸时的重力，较相互作用的内力小的多，可忽略不计.(3)系统所受合外力虽不为零，但系统在某一方向所受合力为零，则系统此方向的动量守恒，例图6�8，光滑水平面的小车和小球所构成的系统，在小球由小车顶端滚下的过程中，系统水平方向的动量守恒.3.动量守恒的数学表述形式：

(1)p＝p′即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时(或某一中间状态时)的总动量.

(2)Δp＝0即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成，则可表述为：ｍ１ｖ１+ｍ２ｖ2＝ｍ１ｖ１′+ｍ２ｖ２′(等式两边均为矢量和)(3)Δp１＝－Δp２

即若系统由两个物体组成，则两个物体的动量变化大小相等，方向相反，此处要注意动量变化的矢量性.在两物体相互作用的过程中，也可能两物体的动量都增大，也可能都减小，但其矢量和不变.

4.应用动量守恒定律的解题步骤(1)分析题意，明确研究对象(系统).

(2)对系统内的物体进行受力分析，明确内力、外力，判断是否满足动量守恒的条件.(3)明确研究系统的相互作用过程，确定过程的初、末状态，对一维相互作用问题，先规定正方向，再确认各状态物体的动量或动量表述.

(4)利用守恒定律列方程，代入已知量求解.(5)依据求解结果，按题目的要求回答问题.

二、碰撞

1.碰撞是指物体间相互作用时间极短，而相互作用力很大的现象.

在碰撞过程中，系统内物体相互作用的内力一般远大于外力，故碰撞中的动量守恒，按碰撞前后物体的动量是否在一条直线区分，有正碰和斜碰，中学物理只研究正碰(正碰即两物体质心的连线与碰撞前后的速度都在同一直线上).

2.按碰撞过程中动能的损失情况区分，碰撞可分为二种：

a.弹性碰撞：碰撞前后系统的总动能不变，对两个物体组成的系统满足： ｍ１ｖ１＋ｍ2ｖ２＝ｍ１ｖ１′＋ｍ２ｖ2′

１／２ｍ１ｖ１＋１／２ｍ２ｖ２′＝１／２ｍ１ｖ１′＋１／２ｍ２ｖ２′ 两式联立可得： ２

２

２ｖ１′＝

ｖ２′＝

ｂ．完全非弹性碰撞，该碰撞中动能的损失最大，对两个物体组成的系统满足： ｍ１ｖ１＋ｍ２ｖ2＝（ｍ１＋ｍ２）ｖ

c.非弹性碰撞，碰撞的动能介于前两者碰撞之间.

三、反冲现象

系统在内力作用下，当一部分向某一方向的动量发生变化时，剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.若系统由两部分组成，且相互作用前总动量为零，则０＝ｍ１ｖ１＋ｍ２ｖ２，ｖ１、ｖ２方向相反

动量守恒定律

教案示例

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t1、t2和t1'、t2'输入计算机，由编好的程序计算出v1、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p1、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。



第三篇：动量守恒定律 教案

《动量守恒定律》

——教案

刘希乾

三维目标：

（一）知识与技能

1、理解动量守恒定律的确切含义和表达式

2、知道定律的适用条件和适用范围；

3、掌握运用动量守恒定律的一般步骤

（二）过程与方法

知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。

（三）情感、态度与价值观

学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。教学重点：

1、动量的概念和动量守恒定律。

2、运用动量守恒定律的一般步骤。

教学难点：动量的变化和动量守恒的条件、应用。引入新课：

通过以前的学习，我们已经会描述一些简单的典型的运动。知道速度、位移、加速度都是用来描述物体运动的物理量，而通过上一节课的学习，我们又认识到动量也可以描述物体的运动状态，而且我们通过动能定理也建立起了力与动量的联系，知道动量是力对时间积累的效果。正如力在空间中的积累存在着自然普遍定则一样，力对时间的积累是否也存在着某种守恒的普适关系？ 进行新课： 【小组讨论交流】

一、牛顿第一定律的内容及实质

内容：一切物体总有保持静止或匀速直线运动状态的性质，除非有外力迫使它改变这一状态。

实质：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

二、牛顿第二定律的内容及实质

内容：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。实质：力是产生加速度的原因，加速度改变了物体的运动状态。

三、牛顿第三定律的内容及实质

内容：物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

实质：物体间的相互作用总是等大反向。

四、如果是两个物体，如何区分它们之间的相互作用和其它物体对它们的作用力呢？

系统：可以把两个或两个以上物体看做一个力学系统。内力：系统内物体间作用力称为内力。

外力：外界物体对系统内物体的作用力称为外力。教师总结：

我们把两个物体看作一个系统，那么两个物体间的相互作用就属于系统的内力，外界其它物体对系统中任何一物体的作用就是系统所受的外力。根据牛顿运动定律可知：不论外力还是内力都会改变物体的运动状态，而内力起的作用就像人民内部矛盾，外力起的作用则为外在矛盾。前者可以相互抵消达到和谐，但是后者必然破坏这种和谐关系。而现实生活中诸如此类的守恒随处可见。

比如：甲乙各有500元现金，相互交换甲乙两者共有财富值不变。但甲又别处得到500元，这必然使两者共有财富值增加。相反，丙强行从甲手中拿走500元，两者共有财富值较少。

再有：一个绝热系统中两个物体相互吸热放热，系统温度必然升高；而外界对系统加热，系统温度必然升高。

与我们所学更近的例子：比如机械能守恒定律。系统中仅有保守力做功，机械能守恒。但是若有外力对系统内任何物体做功，这种守恒必然打破。【创设情境，理论推理】

现实生活中，这种守恒随处可见。为此我们创设一个物理情境：

光滑水平桌面上有一质量为m1的物体以速度v1向右运动，质量为m2的物体以速度v2向右运动。且v1>v2，那么经过一定时间后，必然追上m1且发生碰撞。设碰撞后m1的速度为v1’,m2速度为v2’

碰撞过程中m2对m1的作用力为F1，m1对m2的作用力为F2 【教师引导，学生自主推理：】

两物体各自所受重力和支持力虽为外力，但是合力为零，不改变物体的的运动状态。F1和F2是两物体组成的系统内力。

推导1：根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别为：

F1F2a1，a2

m1m2根据牛顿第三定律，F1与F2的大小相等方向相反，即

F1F2

所以：m1am2a2

碰撞时两小球之间的作用时间很-短，用t表示。这样加速度与速度前后的关系就是

'v2v2v1'v1a1，a2

tt把加速度的表达式带入m1am2a2，移项后得到

''m1v1m2v2m1v1m2v

2（1）

推导2：根据牛顿第三定律，F1与F2的大小相等方向相反，即

F1F2

碰撞时两小球之间的作用时间很短，用t表示。取向右为正，则系统内内力冲量关系为

F1tF2t

根据动量定理可知：

'F1tm1v1'm1v1，F2tm2v2m2v2

那么

''(m1v1m1v1)m2v2m2v2

整理得到

''m1v1m2v2m1v1m2v2

（1）

【教师总结】

我们通过不同的策略，得出相同的结论（1）。而且的实验探究中我们也得到了一样的结论。实验是检验理论的唯一标准。可见，物体相互碰撞过程中确实存在着这种守恒关系。

（1）式的物理意义是：两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和。因为碰撞过程中的任意时刻牛顿第三定律、动量定理的结论都是成立的，因此（1）式对过程中的任意两时刻的状态都是适用的，也就是说系统在整个过程中一直保持不变。因此我们可以说这个过程中动量是守恒的。

历史上通过几代物理学家在实验上和理论上的分析、探索与斗争，人们在18世纪形成这样的共识：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。【教师指导，学生总结】

动量守恒定律的条件：（1）系统不受外力，（2）系统所受外力矢量和为零 动量守恒定律的表达式：

（1）动量定理指出，系统的总动量保持不变。那么碰撞前和碰撞后系统的动量应该相等。即pp'

（2）如果是相互作用的两个物体组成的系统，总动量不变。那么系统内一个物体增加的动量跟另一个物体减少的动量也相等。即p1p2（3）系统总动量不变，那就是说对于系统动量变化量应该为零。即p0（4）相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量之和等于作用后的动量之

'和。即m1v1m2v2m1v1'm2v2

板书设计

一、系统 内力和外力

1、系统：

2、内力：

3、外力：

二、动量守恒定律

1、推导过程

2、内容

3、成立条件

4、表达式 课堂小结

本节课通过理论推导得出了和实验相同的结论。推导过程中我们体会到了科学的严密性，体会到物理来源于生活，是解决生活中实际问题的科学。通过对动量守恒定律的理解归纳总结出动量守恒定律不同的表达式，进一步理解了这一普遍真确的守恒定律。作业设计

第四篇：高二物理内能教案

教案示例 ——物体的内能

一、教学目标

1．知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志．

2．知道什么是分子的势能；知道改变分子间的距离必须克服分子力做功，因而分子势能发生变化；知道分子势能跟物体体积有关．

二、重点难点

重点：物体的内能和决定物体内能的因素．

难点：分子间做功跟分子势能变化的关系．

三、教与学

教学过程：

在自然界中能量的存在形式是多种多样的，每种的运动形式对应着相应的能．在机械运动中，由于物体的运动而使物体具有动能，由于物体与地球之间存在相对作用，并由它们的相对位置决定了重力势能，那么我们会自然地想到由于组成物体的大量分子都在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力，（分子力只与相对位置有关）也应存在与此相对应的能量．

（一）分子的动能

温度

1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能．

（1）大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数．

在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值．

（2）平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能．

2．温度

（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．

（2）微观含义（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．

【注意】

（1）同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同．

（2）温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同．

（二）分子势能

1．分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位置决定的能叫做分子势能．

2．分子力做功跟分子势能变化的关系（类同于重力做功与重力势能变化的关系）

分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加．

3．决定分子势能的因素

（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．

（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．

①一般选取两分子间距离很大（）时，分子势能为零．

②在 的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至 过程中，分子力做正功，分子势能减小．

在 的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至 过程中，分子力也做正功，分子势能也减小．

结论：当两分子间距离

（三）物体的内能

1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．也叫做物体的热力学能．

2．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成．

3．决定物体内能的因素

时，分子势能最小（且为负值）．

（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定．

（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．

（四）物体的内能跟机械能的区别

1．能量的形式不同．物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位置而使物体具有的能．而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位置而使物体具有的能．

2．决定能量的因素不同．内能只与（给定）物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度路物体的相对位置无关．机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位置有关，与物体的温度体积无关．

3．一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能．

［例1］有两个分子，用r表示它们之间的距离，当力和引力相等，使两分子从相距很远处（（时，两分子间的斥）逐渐靠近，直至不能靠近为止）．在整个过程中两分子间相互作用的势能（）

A．一直增加

B．一直减小

C．先增加后减小

D．先减小后增加

【解析】根据动和能的关系，分子势能的变化是和分子力和功相联系的．分子力对分子做正功，分子势能减小；分子克服分子力做功，分子势能增加．当时，分子间引力和斥力相等，表现分子力等于零；当表现出的分子力为引力；当两分子从 处靠近，直至

时，分子引力大于斥力，时分子引力小于斥力，表现出分子力为斥力，在 为止的整个过程中，当

时分子力做正功，使分子势能减少，当当

时，则分子克服分子力做功，分子势能增加，不难看出，时分子势能最小。

正确选项为D．

［例2］若已知分子势能增大，则在这个过程中（）

A．一定克服分子力做功

B．分子力一定减小

C．分子间距离的变化情况无法确定

D．以上说法都不正确

【解析】分子势能增大，说明分子力一定做负功，或者说一定克服分子力做功，所以选项A正确．我们知道，当减小；当

时，分子势能增大说明r增大，分子力 时，分子势能增大说明r减小，分子力增大，因题目未说明初始状态分子间的距离r是大于、小于或等于，所以对分子力和分子距离的变化情况无法确定，选项C正确，B和D错误．

［例3］有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则（）

A．甲气体温度，一定高于乙气体的温度

B．甲气体温度，一定低于乙气体的温度

C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度

D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快

［解析］正确答案是C．A认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度的微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关．本题涉及两种不同气体（即分子质量不同），它们的分子质量无法比较．因而无法比较两种气体温度的高低．故A、B错，C正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D错．

［例4］用力拉着铁块在水平面上运动，铁块内能和机械能有没有变化？

【解析】当地面光滑时，铁块由受到外力后将做加速运动，速度越来越大，但势能保持不变，所以铁块的机械能增加，增加的机械能等于外力对它所做的功．由于运动过程中，铁块所含的分子数，分子无规则运动的平均动能和分子势能都不变化，因而铁块内能不变．

当地面不光滑时，铁块运动中时刻受摩擦力的作用，若所受外力等于地面摩擦力，铁块将匀速运动，机械能不变．若所受外力大于地面的摩擦力，铁块做加速运动，克服摩擦做功将机械能转变为内能，其中一部分使铁块温度升高，分子的平均动能增大，铁块的机械能和内能都增加．

【小结】物体的内能是组成物体的所有分子做热运动的动能和分子势能的总和．温度是物体分子热运动平均动能的标志．

教案点评：

本节重点物体的内能和决定物体内能的因素．教案围绕这些重点，对分子的动能、温度、平均动能、分子势能及其关系等知识点进行讲解，同时结合例题分析，由浅入深，思路明确，合理使用此教案可以达到较好的教学效果．

第五篇：高二物理万有引力定律教案

高二物理万有引力定律教案

【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!

教学目标

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

4.了解万有引力定律发现的意义。

过程与方法

1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证 的重要性。

2.体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观

1.感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘.2.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让

学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

教学重点、难点

1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。

2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教 学 活 动

(一)引入新课

复习回顾上节课的内容

如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

学生活动： 推导得

将V=2r/T代入上式得

利用开普勒第三定律 代入上式

得到：

师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F

教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F

写成等式就是F=G(其中G为比例常数)

(二)进行新课

教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)

师生： 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

学生回答基础上教师总结：

猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?

教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G

此等式是否成立呢?

已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ，月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

(以上数据在当时都已经能够精确测量)

提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?

学生回答基础上教师总结：

假设此关系式成立，即F=G

可得： =ma=G F=mg=G

两式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

a/g1/3600

R2 / r21/3600

即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G

这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

万有引力定律

①内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示(其中G为引力常量)

说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;

b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2，现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。

教师：万有引力定律建立的重要意义