动量守恒定律教案3篇
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:p?p12?p1?p2或p?p
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
一.教材的地位和作用
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,甚至对力的作用机制尚不清楚的问题中,动量守恒定律也适用。它是除牛顿运动定律与能量观点外,另一种更广泛的解决动力学问题的方法,而且在今后的磁学,电学中也会用到此定律。
二.知识结构
1,动量守恒定律的表述:如果一个系统不受外力,或者所受外力合力为零,这个系统的总动量保持不变。
2,动量守恒的条件:系统不受外力或者所受外力合力为零。
3,实验验证:两个弹性小球的弹性碰撞。设两个小球的质量分别为M1和M2,碰撞前的速度分别为V1和V2,碰撞后的速度分别为V1`和V2`。
由动量守恒有:
M1·V1+M2·V2=M1·V`1+M2·V`2
4,动量守恒定律的适用范围:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
5,灵活运用动量守恒定律和注意事项:动量守恒定律具有普适性。当系统受到的合外力不为零,但是在某一方向上的合外力为零,那么在该方向上可以运用动量守恒定律。在运用动量守恒定律之前应严格检验是否符合动量守恒定律的条件。
三.教学重点和难点
学习本节的主要目的.是为了掌握并会应用动量守恒定律这一应用广泛的自然规律,要达到这一目的,每个学生就需要正确理解其成立的条件和使用的特点。而动量又是矢量,因此,确定本节的教学重点和难点为:(1)掌握动量守恒定律及其成立的条件。(2)动量守恒定律的矢量性。
四.教学目标
1,知识与技能
(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;
2,过程与方法
(1)会用动量守恒定律解释现象;
(2)会应用动量守恒定律分析求解运动问题。
3,情感、态度、价值观
(1)通过动量守恒定律的推导,培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法;
(2)通过动量守恒定律的学习,进一步掌握物理学的思维方法及研究规律。了解物理学来源于生产实践。
(3)通过实验现象的准确观察、深入思考、抓主要矛盾,抽象概括,形成规律。反过来利用规律指导实践,发现新的规律。理论与实践相辅相成,在掌握客观规律的基础上逐步认识自然、改造自然。
五.学生分析
在学习动量守恒定律之前,同学们已经学习了动量定理和牛顿运动定律,具有了一定的基础,重要的是推导动量守恒定律的数学表达式。
六.教学设计(两课时)
1.导入新课
首先,请学生回顾动量及动量定理:P=MV;Ft=P1-P0=△P
动量定理研究了一个物体受力一段时间后,它的动量怎样变化。那么物体相互作用,又会怎样呢?
(1)请两个同学穿上旱冰鞋,靠近站在教室前边,让学生甲推乙学生一下,学生观察现象。
(2)学生讨论发生的现象。
2.新课教学
(1)实验、观察,初步得到两辆小车在相互作用前后,动量变化之间的关系
a,用多媒体课件:介绍实验装置。
把两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平木板上,它们之间装有弹簧,并用细线把它们拴在一起。
b,用CAI课件模拟实验的做法:
实验一:第一次用质量相等的两辆小车,剪断细线,观察两辆小车到达挡板的先后。
实验二:在其中的一辆小车上加砝码,使其质量变为原来的2倍,重做上述实验并注意观察小车到达两块木挡板的先后。
c,学生在气垫导轨上分组实验并观察;
d,实验完毕后各组汇报实验现象;
e,教师针对实验现象出示分析思考题:
①两小车在细线未被剪断前各自动量为多大?总动量是多大?
②剪断细线后,在弹力作用下,两小车被弹出,弹出后两小车分别做什么运动?
③据两小车所做的运动,分析小球运动的距离、时间,得到它们的.速度有什么关系?
④据动量等于质量与速度的乘积,分析在弹开后各自的动量和总动量各为多大?
⑤比较弹开前和弹出后的总动量,你得到什么结论?
f,学生讨论后,回答上述问题。
(2)动量守恒定律的推导
a,用多媒体展示下列物理情景:
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v1>v2,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V`1和V`2,根据动量守恒定理列出表达式,并板书。
(3)动量守恒定律的条件和内容:
a,学生结合实验和推导实例中的条件初步分析得到动量守恒定律的条件。
b.学生阅读课文,总结得到动量守恒定律:
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。
c,教师板书动量守恒定律的表达式,并叙述各个字母表示的物理量。
(4)动量守恒定律的适用范围
a,学生阅读课文有关的内容。
b,学生总结动量守恒定律的适用范围。
c,教师归纳:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
(5)安排课堂练习题,分组展示。
(6)课堂小结:
通过本节课的探讨学习,我们知道了:
a,动量守恒定律研究的是相互作用的物体组成的系统;
b,在理想状态下即始终满足守恒条件时,系统“总动量保持不变”不仅是指系统初末两个状态的总动量相等,而是整个过程中任意两个时刻总动量都相等,但是、决不能认为系统内的每一个物体的总动量保持不变;
c,动量守恒的条件是:不受外力或所受外力之和为0;
d,动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一,不仅适用于宏观物体的低速运动,对微观现象和高速运动同样适用。
(7)安排课后练习题。
七.教案设计反思和课后反思
教案设计反思:《动量守恒定律》是人教版高中物理选修3-5中最重要的一节,学生在学习这一节时有一定难度,特别是判断是否满足动量守恒。要想学习好这一节就需要知道动量守恒定律的推导过程以及推导方法。在学习了动量守恒之后就需要学会判断动量是否守恒,这就是动量守恒的条件。高考物理选修3—5中的第二小题就是与动量守恒有关的计算,属于物理选修3—5中的'必考内容。在教案的设计中,重点放在了动量守恒的推导和动量守恒的条件上。在练习题中着重练习动量守恒的条件。
课后反思:
临漳柳园中学物理陈义强