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《动量守恒定律》讲授设想
时间: 2019-06-06

  《动量守恒定律》讲授设想 一、讲授方针: (一)学问取技术 1、理解动量守恒定律的切当寄义。 2、晓得动量守恒定律的合用前提和合用范畴,并会用动量守恒定律注释现象。 (二)过程取方式 1、通过尝试取探究,指导学生正在研究过程中自动获取学问,使用学问处理问题,同时正在过 程中培育学生协做进修的能力。 2、使用动量和牛顿第三定律推导出动量守恒定律,培育学生的逻辑推理能力。 3、会使用动量守恒定律阐发、计较相关问题(只限于一维活动)。 (三)感情、立场取价值不雅 1、培育脚踏实地的科学立场和严谨的推理方式。 2、使学生晓得天然科学纪律发觉的严沉现实意义以及对社会成长的庞大鞭策感化。 二、讲授沉点、难点: 沉点:理解和根基控制动量守恒定律。 难点:对动量守恒定律前提的控制。 三、讲授过程: 【新课导言】 动量研究了一个物体遭到力的冲量感化后,动量如何变化,那么两个或两个以上的 物体彼此感化时,会呈现如何的总成果?例如,坐正在冰面上的两小我,非论谁推一下谁,他 们城市向相反的标的目的滑开,两个同窗的动量都发生了变化。又如,静止正在划子上的人,当人 沿着船时,船也同时沿着取人活动的相反标的目的活动,并且当人静止时,船也立即静止。 糊口还有良多其它的例子,这些过程中彼此感化的物体的动量都有变化,但它们遵照着什么 样的纪律? (-)系统 内力和外力 【学生阅读会商,什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统:彼此感化的物体构成系统。系统可按处理问题的需要矫捷拔取。 (2)内力:系统内物体彼此间的感化力。 (3)外力:外物对系统内物体的感化力。 留意:内力和外力的区分依赖于系统的拔取,只要正在确定了系统后,才能确定内力和外力。 1 【教师对上述概念赐与脚够的注释,激发学生思虑和会商,加强理解】 思虑取会商 1: 图示,A、B两物体的质量 m A ? mB ,两头用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧,放正在平 板车C上后,A、B、C均处于静止形态,若地面滑腻,则正在细绳被剪断后,正在A、B未从C上 滑离之前,A、B正在C上向相反标的目的滑动过程中 ( ) A.若A、B取C之间的摩擦力大小不异,则A、B构成的系统合外力为零。 B.若A、B取C之间的摩擦力大小不不异,则A、B构成的系统合外力不为零。 C.若A、B取C之间的摩擦力大小不不异,则A、B构成的系合外力不为零,但A、B、C组 成的系统合外力为零。 D.以上说法均不合错误 答:A、C 下面通过尝试探究两个物体形成的系统正在彼此感化的过程中,两个物体间动量的变化规 律。并设想一个物理情境让学生本人推导出动量守恒定律的表达式。 【互动一】:尝试探究彼此感化的两个物体动量变化之间的关系。 用多展现气垫导轨尝试安拆。并附有演示尝试过程视频。并完成如下思虑: 【演示】如下图所示,气垫导轨上的 A、B 两滑块(已测得质量别离为 m A 、 m B )正在 P、Q 两 处。正在 A、B 间压紧一被压缩的弹簧,两头用细线把 A、B 拴住。M 和 N 为两个光电门,使烧 断细线后 A、B 两滑块向相反标的目的活动并通过光电门,光电门同时记实挡光片通过的时间,由 s 可求得两滑块通过光电门的速度(即两滑块彼此感化后的速度)。比力 m A v A 和 m B v B 。 v A B 1.尝试前提:以 A、B 为系统,外力很小可忽略不计. 2.尝试结论:两物体 A、B 正在不受外力感化的前提下,彼此感化过程中动量变化大小相 等,标的目的相反,即 ?PA ? ?PB 。 3. 总结出动量守恒定律: 以上互动过程次要由学生跟尝试过程测得的数据,使用所学学问进求解和切磋。 〖教师对上述安拆及尝试过程赐与脚够的注释,激发学生阐发和求解〗 【互动二】:设想物理情境用牛顿活动定律推导动量守恒公式。 2 如下图所示,正在滑腻的程度上做匀速曲线活动的两个小球,质量别离 m1 和 m2 。沿着 统一个 标的目的 活动 ,速 度别离 为 v1 和 v2 (且 v2 ? v1 ) , 则它 们的 总动 量 ( 动量的 矢量 和) p ? m1v1 ? m2 v2 。当第二个球逃上第一个球并发生碰撞,碰撞后的速度别离为 v1 和 v 2 ,此 时它们的动量的矢量和,即总动量 p ? p1 。下面从动量和牛顿第三定 ? p2 ? m1v1 ? m2 v2 律出发会商 p 和 p′有什么关系。 m2 m1 v2 v1 【推导过程】 : 按照牛顿第二定律,碰撞过程中 1、2 两球的加快度别离是: a1 ? 按照牛顿第三定律,F1、F2 等大反应,即:F1= - F2 所以: m1a1 ? ?m2 a2 碰撞时两球间的感化时间极短,用 ?t 暗示,则有: a1 ? 代入 m1a1 ? ?m2 a2 并拾掇得: ? ? v1 v1 , ?t a2 ? ? ? v2 v2 ?t F1 , m1 a2 ? F2 m2 ? ? m2 v2 ? m1v1 ? m2 v2 ? m1v1 上述情境能够理解为:以两小球为研究对象,系统的合外力为零,系统元素正在彼此感化 过程中,总动量是守恒的——即动量守恒表达式。 由以上两个互动环节,可得出动量守恒的定义及表达式。 (二)动量守恒定律 (师生配合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,这个系统的总动量连结不变,这 个结论叫做动量守恒定律。 2.数学表达式: ? ? m2 v2 ? ,即 p 1 + p 2 = p 1 / + p 2 / 。 (1) m1v1 ? m2 v2 ? m1v1 (彼此感化的两个物体构成的系统,感化前系统的总动量等于感化后系统的总动量) (2)Δ p1+Δ p2=0,Δ p1= -Δ p2 3 (彼此感化的两个物体构成的系统,两物体动量增量大小相等、标的目的相反) (3)Δ P=0(系统总动量的增量为零) 【留意】:①统一性:上述式中的速度都应相对统一参考系,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,解题时拔取正标的目的后用正、负来 暗示标的目的,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需是统一时辰的速度。 思虑取会商 2: 质量为 m 的小球 A 正在滑腻平面上以速度 ? 0 取质量为 2m 的静止小球 B 发生正碰,碰撞后, A 球速度变为本来的 1 ,那末,碰后 B 球的速度可能值是下面的( 3 ). D. 5 ?0 3 A. 1 ?0 3 B. 2 ?0 3 C. 4 ?0 3 【阐发】:动量守恒定律的矢量性告诉我们,代入数值时要选定正标的目的,确定各量的正、 负标的目的. 本题中A球碰后速度标的目的未给出,应以正、负两个标的目的考虑. 代入正值计较成果A正 确;代入负值计较则B准确,且不现实可能性。 谜底:AB. 3.成立前提 动量守恒定律有很多长处。此中最彪炳的一点是,它对系统过程变化环境不要晓得得很 细,只需晓得过程始末环境便好。能无效地处置一些过程变化复习的问题。但它的利用要满 脚必然的前提。请细致的研究动量定恒定律的内容并结本人的理解,总结出动量守恒定律的 合用前提。 (1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒. (2)系统的内力弘远于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒. (3)系统正在某一标的目的上满脚上述(1)或(2),则正在该标的目的上系统的总动量守恒. 思虑取会商 3: 如图所示,枪弹打朝上进步固定于墙壁的弹簧相连的木块,此系 统从枪弹起头入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,枪弹取木块 做为一个系统动量能否守恒?说由。 【阐发】 :此题沉正在指导学生针对分歧的对象(系统) ,对应分歧的过程中,受力环境不 同,总动量可能变化,可能守恒。 【通过此题,让学生大白:正在进修物理的过程中,主要的一项根基功是准确得当地拔取 研究对象、研究过程,按照现实环境选用对应的物理纪律,不克不及生搬硬套。 】 4 B A 思虑取会商 4: 如图所示,斜面体 A 的质量为 M,把它置于滑腻的程度面上,一质量为 m 的滑块 B 从斜面体 A 的顶部由静止滑下,取斜面体分手后以速度 v 正在滑腻 的程度面上活动,正在这一现象中,物块 B 沿斜面体 A 下滑时,阐发系统的动 量守恒环境? 【阐发】 :物块 B 沿斜面体 A 下滑时,A 取 B 间的感化力(弹力和可能的摩擦力)都是内 力,这些力不予考虑。但物块 B 还遭到沉力感化,这个力是 A、B 系统以外的物体的感化, 是外力;物体 A 也遭到沉力和程度面的支撑力感化,这两个力也不均衡(A 遭到沉力、程度面 支撑力和 B 对它的弹力正在竖曲标的目的均衡),故系统的合外力不为零。但系统正在程度标的目的没有受 到外力感化,因此正在程度标的目的可使用动量守恒,当滑块正在程度地面上向左活动时,斜面体将 会向左活动,并且它们活动时的动量大小相等、标的目的相反,其总动量仍是零。 4.合用范畴 动量守恒定律是天然界最主要最遍及的纪律之一,大到星球的宏不雅系统,小到根基粒子 的微不雅系统,无论系统内各物体之间彼此感化是什么力,只需满脚上述前提,动量守恒定律 都是合用的。 (三):讲堂巩固锻炼 1、如下图所示,紧靠着放正在滑腻的程度面上的木块 A 和 B,其质量别离为 mA ? 0.5kg , mB ? 0.3kg ,它们的下底面滑腻,上概况粗拙;还有一质量 mC ? 0.1kg 的滑块 C(可视为质点) , 以 vC ? 25m / s 的速度刚好程度地滑到 A 的上概况,如图所示,因为摩擦,滑块最初停正在木块 B 上,B 和 C 的配合速度为 3.0m/s,求: (1)木块 A 的最终速度 v A ; ?。 (2)滑块 C 分开 A 时的速度 vC 解析:这是一个由 A、B、C 三个物体构成的系统,以这系统为研究对象,当 C 正在 A、B 上滑动时,A、B、C 三个物体间存正在彼此感化,但正在程度标的目的不存正在其他外力感化,因而系 统的动量守恒。 (1)当 C 滑上 A 后,因为有摩擦力感化,将带动 A 和 B 一路活动,曲至 C 滑上 B 后, A、B 两木块分手,分手时木块 A 的速度为 v A 。最初 C 相对静止正在 B 上,取 B 以配合速度 vB ? 3.0m / s 活动,由动量守恒定律有 5 mC vC ? mAv A ? (mB ? mC )vB vA ? mC vC ? (mB ? mC )v B 0.1 ? 25 ? (0.3 ? 0.1) ? 3.0 m / s ? 2.6m / s mA 0.5 = ∴ ? ,我们以 B、C 为系统,C 滑上 B 后取 A 分手,C、B 系统程度标的目的动量 (2)为计较 vC ? ,B 取 A 的速度同为 v A ,由动量守恒定律有 守恒。C 分开 A 时的速度为 vC ? ? (mB ? mC )vB mB vB ? mC vC ? ? vC (mB ? mC )v B ? mB v A (0.3 ? 0.1) ? 3.0 ? 0.3 ? 2.6 ? m / s ? 4.2m / s mC 0.1 ∴ 2、如图所示,气球取软梯的质量为 M,气球的软梯上坐着一个质量为 m 的人,整个系统 连结静止形态,不计空气阻力,则当人沿软梯时,对于人和气球(包罗软梯)这一系 统来说动量能否守恒?为什么? 【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,由于当人未沿软梯时, 系统连结静止形态,申明系统所受的沉力(M+m)g 跟浮力 F 均衡,那么系统所 受的外力之和为零,当人时,气球同时会向下活动,人取梯间的彼此感化 力老是等值反向,系统所受的外力之和一直为零,因而系统的动量是守恒的. (四)讲堂小结 教师勾当:让学生本人总结所学内容,并谈进修本节内容时,哪些处所感受恍惚,迷惑。 学糊口动: 认实总结归纳综合本节内容,答应内容的挨次分歧,从而建立他们本人的学问框 架。 (五)功课: “优化方案”2、3、4 题 6

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