2019-2020年高二物理 （人教大纲版）第二册 第八章 动量 四、动量守恒定律的应用(第一课时).doc

2019-2020年高二物理 （人教大纲版）第二册 第八章 动量 四、动量守恒定律的应用(第一课时) 从容说课 本节课主要通过爆炸、碰撞两类实际问题的分析，来说明应用动量守恒定律的优点，进而培养学生应用动量守恒定律解决问题的习惯，使同学们清楚地认识到应用动量守恒定律解决问题会比用牛顿运动定律更简捷、更方便在授课过程中使学生掌握应用动量守恒定律的一般思路和解题步骤。并能从实际问题中熟练地找出自己所需的物理过程，准确地确定出系统在过程始末状态所具有的动量，正确地书写出动量守恒定律的数学表达式，对所研究的问题做到有的放矢所以本节内容对学生对动量守恒定律的理解以及应用动量守恒定律解决实际问题显得尤为重要 根据本节教材的特点及重要程度对本节课的教学目标定位如下： 1.知道应用动量守恒定律去解决有关爆炸、碰撞等物理问题 2.能够在题目给出的物理情境里迅速捕捉到自己所需要的物理过程，并能准确确定初始及末了两种状态，以便确定研究对象的初始动量及末了动量，正确书写出动量守恒定律的方程 3.能够掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤，并能准确地解决之。 本节课的教学重点是要让学生初步掌握应用动量守恒定律解决问题的一般思路，并能正确应用动量守恒定律解决一些简单的实际物理问题。 本节课的教学难点定位于对动量守恒定律成立条件的判断，及在物理情境中准确捕捉所需物理过程的能力培养。 针对本节课的特点，为了突破难点，突出重点，本节课采用学生分析、教师引导，学生为主、教师为辅的教学模式，使学生积极参与课堂教学。并能较好地掌握动量守恒定律的应用方法及步骤。 本节课的教学程序如下： 复习导人例题出示引导分析教师总结本节小结。教学目标 一、知识目标 1.知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题。 2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤。 3.会应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。 二、能力目标 1.掌握应用动量守恒定律解题的方法和步骤。 2.能综合运用动量定理和动量守恒定律求解有关问题，培养大家综合归纳、逻辑推理分析的应用能力。 三、德育目标 1.通过动量守恒定律求解有关问题。培养学生理论联系实际的能力。 2.渗透物理学研究和解决问题方法的教育。 教学重点 动量守恒定律的正确应用；熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤。 教学难点 应用动量守恒定律时守恒条件的判断。 教学方法 1.通过阅读、对比、讨论。总结出动量守恒定律的解题步骤。 2.学生通过实例分析，结合碰撞、爆炸等问题的特点，明确动量守恒定律的矢量性、同时性和相对性。 3.分层教学法。 教学用具 投影仪、投影片、CAI课件。 课时安排 1课时 教学过程 投影本节课学习目标 1.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤。 2.知道应用动量守恒定律解题应注意的问题。 3.会应用动量守恒定律分析、解决打击、碰撞等问题。4.解决实际问题时，会正确选择正方向化一维矢量运算为代数运算。 学习目标完成过程 一、导入新课 复习 通过上节的学习，我们对动量守恒定律有了初步的认识现在请同学们回答下面两个问题： 1.什么是动量守恒定律? 2.动量守恒的条件是什么? 学生通过思考后回答： 1.一个系统不受外力或者所受外力之和为零时，这个系统的总动量保持不变. 2.动量守恒的条件是系统不受外力，或者系统所受的外力之和为零. 导入 本节我们应用动量守恒定律来解决实际生活中的物理问题爆炸、碰撞中的问题. 二、新课教学 (一)关于爆炸中的动量守恒 基础知识 请同学们阅读课文中例题2，并回答下列问题： 1.本题中我们选取哪一过程作为我们的研究过程? 2.本题中我们的研究对象是什么? 3.研究对象在研究过程中的动量是否守恒?为什么? 4.爆炸时火药的作用力是否属外力? 5.若动量守恒，其数学表达式是什么? 6.试求出另一块的速度v2 学生阅读题目后，经分析得出结论： 1.在本题中我们选取导弹爆炸这一极短时间作为我们的研究对象. 2.本题中的研究对象是导弹炸裂后分成的两部分所构成的系统 3.这两部分在爆炸时动量是守恒的因为在炸裂过程中，两部分都受到重力作用.从这一角度来说其合力并不为零.但两部分导弹所受的重力和炸时火药所产生的力相比要小得多，所以重力可以忽略不计，近似认为它们不受外力，故其动量守恒。 4.导弹爆炸时火药产生的作用力作用于两弹块上，即是两弹块间的相互作用，所以它是两弹块间的内力，而不是外力。 5.根据动量守恒定律，结合本题的特点，可得方程； 由=得：mv=m1v1+(m-m1)v. 6根据上面方程可得： 深入探究 请同学们根据自己刚才计算的结果，回答下列问题： 1.试分析v的方向 2.v的方向能否和v1的方向相同 学生分析、讨论后得出结论： 1.若设导弹原来飞行的方向为正，则v1与v的方向相反，即为负值从计算的结果看，分子上：mv-m1(-v1)=mv+m1v10为正值；分母上：mm10为正值故v的方向为正，即与导弹原来的方向相同 2.v的方向不能与v1的方向相同若与v1的方向相同。则m-m1这块弹块就具有了和原导弹相反的动量；而m1这块也具有和原导弹相反的动量，使得炸裂后两部分的动量和与炸裂前的总动量方向相反即动量不再守恒这便违背了动量守恒定律 教师总结 通过对上述例题的分析我们知道，对于动量守恒的条件实际包括三种情况： 系统在发生相互作用时不受外力这种情况实际上是一种理想状态，在现实生活中很难找到这样的系统 系统所受的外力和为零.这种情况在实际生活中较为常见 系统所受的外力远远小于系统相互作用的内力.这种情况在我们的学习中会遇到. 基础知识应用如图所示，质量m1=2kg、m25kg的两物体A、B中间有一被压缩的弹簧，两物体用细线拴在一起今剪断细线后测得m2的速度为2ms，则m1的速度为多少?(接触面光滑) 参考答案5ms (二)关于碰撞过程中的动量守恒 基础知识 请同学们阅读课文中例题1,并回答下列问题： 1.本题中相互作用的系统是什么? 2.分析系统在相互作用过程中受哪些力的作用? 3.本系统在相互作用过程中是否满足动量守恒的条件? 4.本题中的始末状态所对应的始末动量各是什么? 5.试根据动量守恒定律写出方程，并对方程进行求解 学生阅读、分析后得出结论： 1.本题中的系统包括两辆相互作用(碰撞)的货车，即我们所需选定的研究对象 2.系统在发生作用(碰撞)时受到重力、支持力、摩擦力、空气阻力、汽车牵引力、碰撞时的相互作用力六个力的作用其中前五个力为外力，合力等于空气阻力，第六个力属内力 3.根据前面的结论：“当内力远远大于外力时，动量守恒”可知，碰撞时的内力远大于空气的阻力，故动量守恒 4.本题的初状态是将碰那一瞬间，其动量和碰前动量相同.即： 其末状态为碰撞后的两车，由于碰后两车结合在一起，所以具有相同的速度.故其末动量为：5.由动量守恒定律可得： 即：m1v1+m2v2=(m1+m2)v故： 代人数值后可得： v=O.9ms 深入探究 请同学们回忆解题过程，试总结应用动量守恒定律解决问题的一般步骤： 学生独立总结,经过讨论后得出： 确定研究对象 判断是否符合守恒条件 选取研究过程,确定始末状态 正确表示始、末动量 根据动量守恒定律列方程求解 教师总结 通过上面的学习,我们已初步掌握了动量守恒定律的应用，下面我们应用其再解决一些具体的问题 基础知识应用 质量m1=0.1kg的小球在光滑的水平面上以v1=30m/s的速率向右运动，质量m2=O.5 kg的小球以v2=10 ms的速率向左运动，某一时刻相遇发生正碰,碰撞后小球m2恰好停止那么碰撞后小球m1的速度是多大?方向如何?解析：碰撞过程中，A、B组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律解题时，应先规定正方向 如图所示，取向右为正方向，则各速度的正负号为：v1=30m/s, v2=-10m/s, v2=0 根据动量守恒定律，有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 0.130+0.5（-10）=0.1v1+m20 解得v1=-20(m/s) 负号表示碰后m1的方向与规定正方向相反，即方向水平向左 三、小结 教学设计 师生互动归纳 具体内容 通过本节的学习，应明确： 1.具体问题中可应用动量守恒的条件： a.系统不受外力 b.系统所受外力之和为零. c.系统所受到的外力之和不为零但远小于内力 d.系统在某一方向上符合上述三条中的某一条，此方向上动量守恒 2.凡是物体间由于相互作用而引起的动量变化，应优先考虑是否动量守恒 3.应用动量守恒定律解题的步骤及注意事项 4.应用动量守恒定律的优点：不需要考虑过程的细节，只需要考虑过程的初末状态 教师强调 应用动量守恒定律解题时一定要注意： 在一维时要确定正方向 各速度必须相对于同一参考系 四、作业 1.课本练习四. 2.预习下一节 3.思考题 (1)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5 kgms,B球的动量是7kgms当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值分别是( )A.6kgms，6kgms B.3kgms9kgmsC.-2kgms，14kgms D.-5kgms，15kgms (2)一刚下落的炮弹在空中爆炸成质量相等的两弹片，不计空气阻力，则( )A两弹片一定同时落地 B两弹片水平射程一定相等C两弹片落地时速度大小相等 D两弹片落地过程中动量守恒 (3)车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹设子弹质量为m,出口速度v，车厢和人的质量为M则子弹陷入前车壁后,车厢的速度为( )A. mvM，向前 B. mvM向后C. mvm+M，向前 D. O (4)一个质量为60kg的人站在20 kg的小车上，小车以2ms的速度在光滑地面上前进,当人以相对于车1.5ms的速度 ( ) A.从车上前面跳下后，车速为2.5 ms方向向后，即车反向运动 B.从车上前面跳下后，车速为3.5 ms，方向向前，即车沿原方向运动 C.从车上后面跳下后，车速为6.5 ms方向向前，即车沿原方向运动 D.从车上后面跳下后车速为12.5 ms。方向向前，即车沿原方向运动 (5)质量为150 kg的小车以2ms的速度在水平光滑路面上匀速前进，质量为50kg的人以水平速度4ms迎面跳上小车后车的速度多大? 参考答案 (1)BC (2)C (3)D (4)AC (5)O.5 ms五、板书设计 六、本节优化训练设计 1,动量为20 kgms的A球与动量为30kgms的B球在光滑水平面上发生正碰，碰撞前后均在同一直线上运动如果碰撞过程中A球的动量变化为15 kgms，则碰后A、B两球的动量分别为( ) A.35kgms；15kgms B.5kgms；45kgms C.-35 kgms；15 kgms D.-5 kgms；45 kgms 2.质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后,A球速度大小变为原来的那么小球B的速度可能是 ( ) A B C D 3.在光滑水平面上，质量为M的物体P处于静止状态，今有另一质量为m(mF2 B.t1t2 C.F1tlF2t2 D. 5.一航天飞行器甲绕地做匀速圆周运动，如果它沿运动方向发射一枚火箭乙，则 ( ) A.甲和乙都可能在原高度绕地球做圆周运动 B.甲可能在原高度绕地球做圆周运动,乙不可能在原高度绕地球做圆周运动 C.乙可能在原高度绕地球做圆周运动,甲不可能在原高度绕地球做圆周运动 D.甲、乙都不可能在原高度绕地球做圆周运动6.在光滑水平面上,有a、b两物体质量分别为ma和mb，在t1，时刻发生正碰，碰撞过程中无能量损失，两物体碰撞前后的vt图如图所示下列哪个关系是正确的( ) A.mamb B. mamb C. mamb D.A、B两项都可能 7.人站在船尾，船静止在平静的水面上，若水对船的阻力不计，则： 人走向船头，先做加速运动，则船同时将 ； 接着人匀速向前，则船将 ； 最后人做减速运动，则船将 ； 当人的速度相对船为O时，则船的速度应为 8.如图所示，一颗质量为m，速度为v0的子弹竖直向上射穿过质量为M的木块后继续上升.子弹从射穿木块到再回到木块所经过的时间为T.那么当子弹射穿木块后，木块上升的最大高度为 9.如图所示,光滑水平台离地高度为h，质量为m的小球以一定速度在平台上运动,从边缘D水平射出，落地点为A，水平射程为s如果在台子边缘D放一块质量为M的橡皮泥，再让小球以刚才的水平速度在水平高台上运动，在边缘D打中橡皮泥共同落地，落地点为B求AB问的距离 10.如图,两厚度相同的木块A和B并排放置在光滑水平面上。它们的下表面光滑而上表面粗糙.已知mA=500g，mB=400g，今有一长度很短的铅块C，mc=lOOg,以速度v0=10ms沿水平方向恰好擦到A的表面向前运动.由于摩擦力作用,铅块C最终与木块B共同以v=1.5 ms向前运动.求铅块离开A时的速度vc 参考答案 1.AB 2.AB 3.B 4.C 5.B 6.A 7.与加速后退，匀速后退，减速后退，0 8. 9. 105.5ms