《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動量守恒 1.3 動量守恒定律的案例分析教學設計 滬科版選修3-5.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動量守恒 1.3 動量守恒定律的案例分析教學設計 滬科版選修3-5.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1. 3 動量守恒定律的案例分析 課標要求 能用動量守恒定律定量分析一維碰撞問題。知道動量守恒定律的普遍意義。 三維目標 （一）知識與技能 掌握運用動量守恒定律的一般步驟 （二）過程與方法 知道運用動量守恒定律解決問題應注意的問題，并知道運用動量守恒定律解決有關問題的優(yōu)點。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 學會用動量守恒定律分析解決碰撞、爆炸等物體相互作用的問題，培養(yǎng)思維能力。 教材分析 動量守恒定律是自然界中最重要，最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運動物體，也適用于高速運動物體，甚至對力的作用機制尚不清楚的問題中，動量守恒定律也適用。它是除牛頓運動定律與能量觀點外，另一種更廣泛的解決動力學問題的方法，而且在今后的磁學，電學中也會用到此定律。 學情分析 本節(jié)是繼動量守恒定律之后的習題課。主要鞏固所學知識，學會在不同條件下，熟練靈活的運用動量守恒定律解釋一些碰撞現象，并能利用動量守恒定律熟練的解決相關問題。 教學重難點 教學重點 運用動量守恒定律的一般步驟 教學難點 動量守恒定律的應用． 教學手段運用 教學資源選擇 視頻、PPT、練習冊等 教 學 過 程 環(huán)節(jié) 學生要解決的問題或任務 教師教與學生學 教師個性化修改 （一）引入新課 1．動量守恒定律的內容是什么？ 2．分析動量守恒定律成立條件有哪些？ 答：①F合=0（嚴格條件）②F內 遠大于F外（近似條件） ③某方向上合力為0，在這個方向上成立。 （二）進行新課 1．動量守恒定律的重要意義 從現代物理學的理論高度來認識，動量守恒定律是物理學中最基本的普適原理之一。（另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律。）從科學實踐的角度來看，迄今為止，人們尚未發(fā)現動量守恒定律有任何例外。相反，每當在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現象時，物理學家們就會提出新的假設來補救，最后總是以有新的發(fā)現而勝利告終。例如靜止的原子核發(fā)生β衰變放出電子時，按動量守恒，反沖核應該沿電子的反方向運動。但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反?，F象，1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質量，在實驗中極難測量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。（2000年高考綜合題23 ②就是根據這一歷史事實設計的）。又如人們發(fā)現，兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的。這時物理學家把動量的概念推廣到了電磁場，把電磁場的動量也考慮進去，總動量就又守恒了。 2．應用動量守恒定律解決問題的基本思路和一般方法 （1）分析題意，明確研究對象。在分析相互作用的物體總動量是否守恒時，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).對于比較復雜的物理過程，要采用程序法對全過程進行分段分析，要明確在哪些階段中，哪些物體發(fā)生相互作用，從而確定所研究的系統(tǒng)是由哪些物體組成的。 （2）要對各階段所選系統(tǒng)內的物體進行受力分析，弄清哪些是系統(tǒng)內部物體之間相互作用的內力，哪些是系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)內物體作用的外力。在受力分析的基礎上根據動量守恒定律條件，判斷能否應用動量守恒。 （3）明確所研究的相互作用過程，確定過程的始、末狀態(tài)，即系統(tǒng)內各個物體的初動量和末動量的量值或表達式。 注意：在研究地面上物體間相互作用的過程時，各物體運動的速度均應取地球為參考系。 （4）確定好正方向建立動量守恒方程求解。 3．動量守恒定律的應用舉例 【例1】一枚在空中飛行的導彈，質量為m，在某點的速度為v，方向水平。導彈在該點突然炸裂成兩塊(如圖)，其中質量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。 分析 炸裂前，可以認為導彈是由質量為m1和(m—m1)的兩部分組成，導彈的炸裂過程可以看做這兩部分相互作用的過程。這兩部分組成的系統(tǒng)是我們的研究對象。在炸裂過程中，炸裂成的兩部分都受到重力的作用，所受外力的矢量和不為零，但是它們所受的重力遠小于爆炸時燃氣對它們的作用力，所以爆炸過程中重力的作用可以忽略，可以認為系統(tǒng)滿足動量守恒定律的條件。 解 導彈炸裂前的總動量為p=mv 炸裂后的總動量為 p’=mlvl+(m一m1)v2 根據動量守恒定律p’=p，可得 m1v1+(m一m1)v2=mv 解出v2=(mv一m1v1)/ (m一m1) 若沿炸裂前速度v的方向建立坐標軸，v為正值；v1與v的方向相反，v1為負值。此外，一定有m一m1>0。于是，由上式可知，v2應為正值。這表示質量為(m一m1)的那部分沿著與坐標軸相同的方向飛去。這個結論容易理解。炸裂的一部分沿著相反的方向飛去，另一部分不會也沿著相反的方向飛去，假如這樣，炸裂后的總動量將與炸裂前的總動量方向相反，動量就不守恒了。 【學生討論，自己完成。老師重點引導學生分析題意，分析物理情景，規(guī)范答題過程，詳細過程見教材，解答略】 【鞏固題】如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側有一豎直墻，在小車B上坐著一個小孩，小孩與B車的總質量是A車質量的10倍。兩車開始都處于靜止狀態(tài)，小孩把A車以相對于地面的速度v推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A車后，又把它以相對于地面的速度v推出。每次推出，A車相對于地面的速度都是v，方向向左。則小孩把A車推出幾次后，A車返回時小孩不能再接到A車？ 分析：此題過程比較復雜，情景難以接受，所以在講解之前，教師應多帶領學生分析物理過程，創(chuàng)設情景，降低理解難度。 解：取水平向右為正方向，小孩第一次 推出A車時mBv1－mAv=0 即：v1= 第n次推出A車時：mAv ＋mBvn－1=－mAv＋mBvn 則：vn－vn－1＝， 所以vn＝v1＋（n－1） 當vn≥v時，再也接不到小車，由以上各式得n≥5.5 取n＝6 點評：關于n的取值也是應引導學生仔細分析的問題，告誡學生不能盲目地對結果進行“四舍五入”，一定要注意結論的物理意義。 【例2（投影）】如圖所示，質量mB=1kg的平板小車B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左勻速運動．當t=0時，質量mA=2kg的小鐵塊A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小車，A與小車間的動摩擦因數為μ=0.2。若A最終沒有滑出小車，取水平向右為正方向，g＝10m/s2， 求：A在小車上停止運動時，小車的速度大?。ㄔ囉脛恿渴睾愣膳c牛頓運動定律兩種方法解題）。 解析：方法一：用動量守恒定律 A在小車上停止運動時，A、B以共同速度運動，設其速度為v，取水平向右為正方向，由動量守恒定律得： mAv2-mBv1=(mA+mB)v 解得，v=lm／s ……2分 方法二:用牛頓運動定律 設小車做勻變速運動的加速度為a1，運動時間為t 小鐵塊做勻變速運動的加速度為a2，運動時間為t 由牛頓運動定律得： 所以v1+a1t=v2 -a2t 解得：t＝0.5s 則得：v=v1-a1t=-1+4x0.5=1m/s （小車的速度時間圖象如圖所示） 點評：通過本節(jié)的學習，運用動量守恒定律比運用牛頓運動定律和運動學公式解題快些，關鍵是認真分析題意，找出條件，列方程解題。 （三）課堂小結 課堂檢測內容