動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用教案

PAGE動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用——選修3-5第一章第3節(jié)教案佛山市南海區(qū)大瀝高級(jí)中學(xué)鐘盛文2011年2月28日教學(xué)目標(biāo)：掌握動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容、成立的條件、表達(dá)形式。掌握應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的一般步驟．會(huì)應(yīng)用動(dòng)量定恒定律分析、解決碰撞物體相互作用的問(wèn)題．教學(xué)重點(diǎn)：明確、理解動(dòng)量守恒定律的解題步驟。熟練應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決有關(guān)力學(xué)的問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)：在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，對(duì)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的守恒條件的判斷。在運(yùn)用定律的過(guò)程中，理解動(dòng)量守恒定律的①條件性；②整體性；③矢量性；④相對(duì)性；⑤同時(shí)性．教學(xué)方法：通過(guò)理論推導(dǎo)，歸納出動(dòng)量守恒定律的成立條件、表達(dá)形式。通過(guò)對(duì)比、討論，總結(jié)出動(dòng)量守恒定律的解題步驟．講練結(jié)合，通過(guò)實(shí)例分析，結(jié)合碰撞、爆炸等問(wèn)題的特點(diǎn)，明確動(dòng)量守恒定律的矢量性、同時(shí)性和相對(duì)性。教學(xué)過(guò)程：一、引語(yǔ)：動(dòng)量守恒定律的學(xué)習(xí)意義（對(duì)學(xué)生進(jìn)行目標(biāo)情感教育，提高學(xué)習(xí)積極性）從現(xiàn)代物理學(xué)的理論來(lái)認(rèn)識(shí)，動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一。從科學(xué)實(shí)踐的角度來(lái)看，迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)動(dòng)量守恒定律有任何例外。所以掌握好動(dòng)量守恒定律在生活、學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，對(duì)物理學(xué)習(xí)來(lái)講很重要。二、復(fù)習(xí)：動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容、成立條件、表達(dá)形式。（對(duì)學(xué)生進(jìn)行歸納性復(fù)習(xí)，為本節(jié)課的中心目標(biāo)——?jiǎng)恿渴睾愣傻慕忸}步驟，在碰撞中的應(yīng)用，打基礎(chǔ)）前一天的晚自習(xí)，讓學(xué)生完成知識(shí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)卷，統(tǒng)計(jì)完成情況及掌握程度，利用課堂3分鐘的時(shí)間，ppt公布復(fù)習(xí)卷的正確答案，反饋學(xué)生的完成情況及掌握程度，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。1．動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。即：守恒是指整個(gè)過(guò)程任意時(shí)刻相等（時(shí)時(shí)相等,類比勻速）定律適用于宏觀和微觀高速和低速2．動(dòng)量守恒定律成立的條件⑴系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；⑵系統(tǒng)受外力，但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可以忽略不計(jì)；⑶系統(tǒng)在某一個(gè)方向上所受的合外力為零，則該方向上動(dòng)量守恒。3．動(dòng)量守恒定律的表達(dá)形式（1），即p1+p2=p1/+p2/，（2）Δp1+Δp2=0，Δp1=-Δp2理解：①正方向②同參同系③微觀和宏觀都適用提問(wèn)、思考：動(dòng)量守恒定律是否能應(yīng)用在碰撞現(xiàn)象中？三、復(fù)習(xí)：碰撞的特點(diǎn)：1、作用時(shí)間極短。比任何一個(gè)確定的短時(shí)間都要短，在計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)，通?？梢园雅鲎矔r(shí)間忽略不計(jì)。2、碰撞在原地進(jìn)行。由于碰撞突然發(fā)生，作用力很大，作用時(shí)間又極短，因此認(rèn)為物體見(jiàn)碰裝前后沒(méi)有明顯位移發(fā)生。3、動(dòng)能不增加，在彈性碰撞中，動(dòng)能保持不變；在非彈性碰撞中，動(dòng)能減少；在完全非彈性碰撞中，動(dòng)能損失最大。4、動(dòng)量守恒：由于碰撞的作用時(shí)間短，作用力很大，相互作用的系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，滿足動(dòng)量守恒條件，系統(tǒng)在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。四、物理學(xué)里所研究的碰撞，包括的范圍很廣。只要通過(guò)相互作用，物體的動(dòng)量發(fā)生了明顯的變化，都可視為碰撞。例如：兩小球的撞擊、子彈射入木塊、系在繩子兩端的物體將彎曲的繩子突然拉緊、鐵錘打擊釘子、中子轟擊原子核等都視為碰撞。五、新課引入：1、探討動(dòng)量守恒定律解決碰撞問(wèn)題的步驟：（1）學(xué)生用1分鐘進(jìn)行討論（2）老師匯總同學(xué)們的意見(jiàn)，展示排序題：用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的基本思路和一般方法A.明確研究階段：分析研究階段的初、末狀態(tài)的動(dòng)量情況。B.根據(jù)動(dòng)量守恒定律列出方程求解C.選定正方向（一維情況）D.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒E.確定研究對(duì)象（系統(tǒng)）請(qǐng)按正確的步驟排序：E\A\D\C\B（3）提出實(shí)踐、體驗(yàn)：完成課本P10例題12、典型例題選講，課本P10例題1（借以推導(dǎo)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的基本思路和一般方法）（ppt演示例題內(nèi)容+思考問(wèn)題）例題1：在列車編組站里，一輛載重質(zhì)量為m1=3.0×10４kg的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運(yùn)動(dòng)，碰上另一輛載重后質(zhì)量為m2=4.5×10４kg的靜止的貨車，它們碰撞后接合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)的速度？（學(xué)生自由討論、分析并解答，時(shí)間5鐘。老師提問(wèn)2個(gè)同學(xué)代表回答）老師分析：在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如果外力遠(yuǎn)小于相互作用過(guò)程中的內(nèi)力，此時(shí)外力可以忽略不計(jì)，滿足動(dòng)量守恒定律成立條件，因此例題1中可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。（ppt展示解題過(guò)程．）解：取兩輛貨車在碰撞前運(yùn)動(dòng)貨車的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則v1=2m/s，設(shè)兩車接合后的速度為v，則兩車碰撞前的總動(dòng)量為p=m1v1，碰撞后的總動(dòng)量為p′=(m1+m2)v，由動(dòng)量守恒定律p′=p可得：（m1+m2）v=m1v1∴即兩車接合后以0.8m/s的速度沿著第一輛車原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．（提問(wèn)1位同學(xué)完成排序題，老師總結(jié)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的基本思路和一般方法）3、解題步驟的強(qiáng)化訓(xùn)練：課本p13習(xí)題4例題：兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別以4m/s和2m/s的速率相向運(yùn)動(dòng)，相撞后粘合在一起，假設(shè)以3m/s的速率一起運(yùn)動(dòng)，這是否有可能？錯(cuò)解：4m+2m=2mV——V=3m/s，可能正解：4m-2m=2mV——V=1m/s，不可能。（強(qiáng)調(diào)解題時(shí)設(shè)定正方向的重要性）4、知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化應(yīng)用：課本p11例題2.（ppt演示例題2內(nèi)容,2個(gè)學(xué)生上黑板完成）質(zhì)量為M=0.2kg的小球以5m/s的速度在光滑平面上運(yùn)動(dòng)，跟原來(lái)靜止的質(zhì)量為m=0.05kg的小球相碰撞，如果碰撞是彈性的，求碰撞后球m1、m2的速度。（分析完成情況，ppt展示解題步驟）5．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的優(yōu)點(diǎn)：①不論相互作用力是恒力還是變力，都可以使用動(dòng)量守恒定律．②應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解時(shí)，只需要考慮過(guò)程的始末狀態(tài)，不需要考慮過(guò)程的細(xì)節(jié)．六、小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們明確了以下幾個(gè)問(wèn)題：1．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，動(dòng)量守恒的條件是：

①系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為0②系統(tǒng)所受外力比內(nèi)力小很多③系統(tǒng)在某一方向不受外力或所受外力之和為0，或所受外力比內(nèi)力小很多，則該方向的動(dòng)量分量守恒（分動(dòng)量守恒）．2．碰撞的特點(diǎn)：滿足動(dòng)量守恒定律的條件，可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律3．在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，步驟為：A.明確研究階段：分析研究階段的初、末狀態(tài)的動(dòng)量情況。B.根據(jù)動(dòng)量守恒定律列出方程求解C.選定正方向（一維情況）D.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行