动量守恒定律

2024-09-21

动量守恒定律(精选9篇)

动量守恒定律 篇1

动量定理

1. 下列说法中正确的是()

A.物体只有受到冲量,才会有动量 B.物体受到冲量,其动量大小必定改变 C.物体受到冲量越大,其动量也越大

D.做减速运动的物体,受到的冲量的方向与动量变化的方向相同

2. 一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg.这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹,每发子弹质量10 g,子弹离开枪口时相对地面的速度都是800 m/s.射击前皮划艇是静止的.求连续射击后皮艇的速度是多大? 3. 物体在恒力作用下作直线运动,在t1时间内物体的速度由零增大到v,F对物体做功W1,给物体冲量I1.若在t2时间内物体的速度由v增大到2v,F对物体做功W2,给物体冲量I2,则()A.W1=W2,I1=I2 B.W1=W2,I1>I2

C.W1W2,I1=I2

4. 跳伞员从飞机上跳下,经过一段时间速度增大到收尾速度50m/s时才张开伞,这时,跳伞员受到很大的冲力.设张伞时间经1.5s,伞开后跳伞员速度为5m/s,速度方向始终竖直向下,则冲力为体承的_____倍.5. 光子不仅有能量,还有动量,光照射到某个面上就会产生压力-光压,宇宙飞船可以采用光压作为动力.现给飞船安上面积很大的薄膜,正对着太阳光,靠太阳光在薄膜上产生的压力推动宇宙飞船前进,第一次安装反射率极高的薄膜,第二次安装的是吸收率极高的薄膜,那么()A.第一次飞船的加速度大 B.第二次飞船的加速度大

C.两种情况,飞船的加速度一样大 D.两种情况的加速度不能比较

6. 一质量为m的小球,从高为H的地方自由落下,与水平地面碰撞后向上弹起。设碰撞时间为t并为定值,则在碰撞过程中,小球对地面的平均冲力与跳起高度的关系是()A.跳起的最大高度h越大,平均冲力就越大 B.跳起的最大高度h越大,平均冲力就越小 C.平均冲力的大小与跳起的最大高度h无关

D.若跳起的最大高度h一定,则平均冲力与小球质量正比

7. 从同一高度将两个质量相等的物体,一个自由落下,一个以某一水平速度抛出,当它们落至同一水平面的过程中(空气阻力不计)()

A.动量变化量大小不同,方向相同 B.动量变化量大小相同,方向不同 C.动量变化量大小、方向都不相同 D.动量变化量大小、方向都相同 8. 相同的玻璃杯从同一高度落下,分别掉在水泥地和草地上。则()A.玻璃杯刚要落在水泥地上时的动量大于刚要落在草地上时的动量 B.玻璃杯落在水泥地上动量的变化量大于落在草地上动量的变化量 C.玻璃杯落在水泥地上动量的变化率大于落在草地上动量的变化率 D.玻璃杯落在水泥地上受到的冲量大于落在草地上受到的冲量

9. 玻璃茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海锦垫上不易碎,这是因为茶杯与水泥地撞击过程中()A.茶杯动量较大 B.茶杯动量变化较大 C.茶杯所受冲量较大 D.茶杯动量变化率较大

10. 质量为5 kg的物体,原来以v=5 m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15 N·s的作用,历时4 s,物体的动量大小变为()A.40 kg·m/s B.160 kg·m/s C.80 kg·m/s D.10 kg·m/s

参考答案: 1. 答案: D 解析:

2. 答案: 解:每次发射子弹过程中,对人、艇、枪及子弹组成的系统总动量守恒,连续发射十颗子弹和一次性发射十颗子弹结果相同. 由题中所给数据M=120 kg,t=2 s,m=0.01 kg,v1=800 m/s,射击后划艇的速度是v2,由动量守恒得:

10mv1=(M-10m)v2,解得v2≈0.67 m/s.解析:

3. 答案: C 解析: 结合动量定理和动能定理来分析求解。4. 答案: 4 5. 答案: A

解析: 因为光子和薄膜的接触时间极短,在两种情况下接触的时间可以认为近似相等,运用反射率极高的薄膜,根据动量定理得,F1t=-2mv,运用吸收率极高的薄膜,根据动量定理有:F2t=-mv,知安装反射率极高的薄膜,产生的作用力较大,根据牛顿第二定律知,产生的加速度较大.故A正确,B、C、D错误. 故选A. 6. 答案: AD 7. 答案: D 8. 答案: C 9. 答案: D 解析: 考点:动量定理

试题分析: 玻璃茶杯从同一高度掉下,与水泥地和海绵垫接触前瞬间速度相同,动量相同,与水泥地和海绵垫作用后速度均变为零,茶杯动量的变化相同,故AB错误;茶杯的动量变化相同,根据动量定理I=△P得知,茶杯所受冲量相同,故C错误;茶杯与水泥地作用时间短,茶杯与海绵垫作用时间长,△P相同,则动量的变化率较大,故D正确。10. 答案: A 解析: 考点:动量定理

试题分析: 以物体为研究对象,以物体的初速度方向为正方向,由动量定理得:I=p-mv,则物体末动量:p=I+mv=5×5+15=40kg?m/s,故选:A。

动量守恒定律 篇2

动量守恒定律是对相互作用的物体系统而言的, 指的是系统内所有物体的总动量守恒, 并非指系统中每个物体的动量都不变.

例1质量为M的小船以速度v0行驶, 船上有两个质量皆为m的小孩a和b, 分别静止站在船头和船尾.现小孩a沿水平方向以速率u (相对于静止水面) 向前跃入水中, 然后小孩b沿水平方向以同一速率u (相对于静止水面) 向后跃入水中, 求小孩b跃出后小船的速度.

解析:设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v, 对小船、小孩a和b组成的系统, 根据动量守恒定律有:

二、动量守恒定律的矢量性

动量守恒方程是一个矢量方程.对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题, 应选取统一的正方向, 凡是与选取正方向相同的动量为正, 相反为负.若方向未知, 可设为与正方向相同列动量守恒方程, 通过解得结果的正负, 判定未知量的方向.

例2质量为20kg的小球A以3m/s的速度向东运动, 某时刻与在同一条直线上运动的小球B迎面正碰, B球质量为50kg, 碰撞前的速度为向西m/s, 碰撞后, A球以m/s的速度向西返回, 求碰撞后B球的速度.

解析:选向东为正方向, B球碰撞后方向未知, 同样先用正号表示, 由动量守恒定律得:

mAvA-mBvB=-mAvA+mBvB

代入数值解得:vB′=-0.4m/s, 负号说明方向向西.

三、动量守恒定律的相对性

由于动量大小与参考系的选取有关, 因此应用动量守恒定律时, 应注意各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度.一般以地面为参考系.

例3质量为M的小车, 上面站有质量为m的人, 一起以速度v0在光滑水平面上向右匀速前进.当人以相对于车的速度u向左水平跳出后, 车速为多大?

解析:以地面为参考系, 规定向右为正方向.设人跳出后车速为v, 则人相对地面的速度为-u+v, 根据动量守恒定律得:

(M+m) v0=Mv+m (-u+v)

解得:

四、动量守恒定律的同时性

系统的总动量应该是同一时刻系统内各物体动量的矢量和, 系统中各物体在不同时刻的动量矢量和不具有物理意义.动量是状态量, 当系统中某一物体的动量改变时, 必同时有另外物体的动量改变.动量守恒定律中等式两边的动量应分别对应开始时刻和另一时刻的动量.

例4质量为M的小车停在光滑水平面上, 车的后端站有质量均为m的两个人.两人同时以对车的速度u向后跳出, 小车的速度多大?如果两人先后以对车的速度u向后跳出, 小车的速度多大?

解析:选地面为参照系, 取小车的速度方向为正方向.根据动量守恒定律的同时性, 对车的速度u应是对跳出后的车.设两人同时以对车速度u向后跳出, 车的速度为v1, 则人相对地的速度应为v1-u, 根据动量守恒定律有:

两人先后以对车速度u向后跳出, 第一个人跳出后车的速度为v2′, 第一个人对地的速度为v2′-u;第二个人跳出后车的速度为v2, 第二个人对地的速度为v2-u.根据动量守恒定律有:

解方程组 (1) (2) 得:

从计算结果, 我们可以看出, 当两人先后跳出时, 小车的最终速度大.

五、动量守恒定律的瞬时性

动量是一个瞬时量, 动量守恒指的是系统在任一瞬间的动量为恒定.在列动量守恒方程m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′时, 等号左侧是作用前 (或某一时刻) 系统内各物体动量的矢量和, 等号右侧是作用后 (或另一时刻) 系统内各物体动量的矢量和.不是同一时刻的动量是不能相加的.

例5如图1所示, 摆的质量M=2.98kg, 摆线长1m, 子弹的质量是20g, 以210m/s的水平速度射入摆中, 又以6m/s的速度射出, 则子弹射出时摆线受到的拉力是多大?

解析:只要能求出子弹穿出时摆的速度, 就能求出摆线的拉力.选子弹与摆为一系统, 当子弹射入摆时, 摆就向右偏转, 这时系统在水平方向所受的合力就不为零了, 但由于子弹与摆作用时间极短, 可以认为子弹穿过摆后, 摆仍在平衡位置, 在作用前和作用后的两个瞬时系统动量守恒.当子弹穿过摆后, 摆由平衡位置向右摆的过程中, 系统动量就不守恒了, 因此根据动量守恒定律得:

由牛顿第二定律得:

可得:

由牛顿第三定律得:T′=T=32.2N

六、动量守恒定律的阶段性

如果系统与外界存在间断的相互作用, 则整个过程系统的动量不守恒.这样的复杂过程可分为几个阶段, 如果在某些阶段满足动量守恒的条件, 则系统在对应的这些阶段的动量分别守恒或近似守恒, 这就是动量守恒定律的阶段性.

例6如图2所示, 质量M=1kg的平板车左端放有质量为m=2kg铁块, 铁块与小车之间的动摩擦因数μ=0.5, 开始时小车和铁块同以v0=6m/s的速度在光滑水平面上前进, 并使车与墙发生正碰.设碰撞时间极短, 且碰后车的速度与碰前相等, 车身足够长, 使铁块不能与墙相碰, 求:

(1) 小车第二次与墙相碰时速度的大小;

(2) 小车第一次与墙相碰后向左运动的最大位移;

(3) 铁块相对小车的总位移.

解析: (1) 因小车与墙发生多次正碰, 系统与外界存在间断性相互作用, 整个过程系统的动量不守恒, 但每次小车与墙碰后到下一次碰前小车与铁块组成的系统动量守恒.由于m﹥M, 且每次碰撞前它们均获得了相同的速度.设车第二次与墙相碰时速度为v1, 则根据动量守恒定律得:

所以

即小车第二次与墙相碰时速度为2m/s.

(2) 小车第一次与墙相碰后, 向左运动过程中, 水平方向所受摩擦力大小为μmg, 方向向右, 所以小车向左做匀减速运动, 当速度等于零时, 向左的位移最大, 设为s1.根据动能定理有:

所以

(3) 因整个系统的总动量方向始终向右, 因此小车最后一定紧靠着墙壁停下.因为每次碰撞后小车的速率与碰前相等, 所以在碰撞的瞬时无机械能的损失.整个系统的初动能全部转化为内能, 根据功能关系有:

七、动量守恒定律的近似性

如果系统所受的合外力不等于零, 严格地讲系统的动量不守恒.但是, 如果相互作用的时间极短, 且外力远小于内力, 系统内每一物体的动量改变主要来自内力的冲量, 这时可以为系统的动量近似守恒.如在爆炸、打击、碰撞等过程中, 系统内物体的重力、外界对系统中物体的摩擦力等均可忽略, 都可以认为系统的动量近似守恒.

例7手榴弹在离地面高h处的速度方向恰好沿水平方向向左, 速度的大小为v, 此时, 手榴弹炸裂成质量相等的两块, 设消耗的火药质量不计, 爆炸后, 前半块的速度方向仍沿水平向左, 速度大小为3v, 那么后半块在爆炸后的瞬间其速度多大?方向如何?

解析:手榴弹在空中爆炸时间极短, 且重力远小于爆炸力, 重力的冲量可以忽略, 手榴弹在爆炸瞬间动量守恒, 设手榴弹炸成两块后每块质量均为m, 炸后, 后半块速度为v′, 以向左为正方向, 根据动量守恒, 有:2mv=m·3v+mv′, 所以v′=-v, 负号表示v′的方向向右.

八、动量守恒定律的普适性

动量守恒定律是自然界普遍适用的规律, 不仅适用于碰撞, 也适用于任何形式的相互作用.适用于接触的作用, 也适用于不接触的作用;适用于高速运动物体的作用, 也适用于低速运动的物体的作用;适用于宏观物体的作用, 也适用于微观物体的作用.

例8如图3所示, K-介子衰变的方程为K-※π-+π0, 其中K-介子和π-介子带负的基元电荷, π0介子不带电.一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中, 其轨迹为圆弧AP, 衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB, 两轨迹在P点相切, 它们的半径RK-与Rπ-之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出.由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为 ()

(A) 1∶1 (B) 1∶2

(C) 1∶3 (D) 1∶6

解析:由题意及图示可知K-介子的初动量方向向下, 衰变后产生的π-介子动量方向向上.据带电粒子在匀强磁场做圆周运动的半径公式, 得:mv=qBr

因此

以向下为正方向, 则有

PK-=2P, Pπ-=-P.

探讨动量守恒定律教学 篇3

摘 要:动量守恒定律的传统讲法是从牛顿第二定律和牛顿第三定律推导出动量守恒定律,或是通过大量的实验事实总结出动量守恒定律。传统讲法由于没有教师的演示实验,很多学生对导出的动量守恒定律缺乏感性认识,不利于学生顺利地去认识现象,建立概念与规律,以及应用规律去解决具体问题。

关键词:教学设计思想;教学目标设计;教学过程设计

中图分类号:G632.0 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)09-302-01

一、教学设计思想

动量守恒定律的传统讲法是从牛顿第二定律和牛顿第三定律推导出动量守恒定律,或是通过大量的实验事实总结出动量守恒定律。传统讲法由于没有教师的演示实验,很多学生对导出的动量守恒定律缺乏感性认识,不利于学生顺利地去认识现象,建立概念与规律,以及应用规律去解决具体问题。其实,动量守恒定律并不依附于牛顿第二定律和第三定律,它本身是有实验基础的独立的物理定律。所以应通过演示实验,启发学生讨论并总结规律,有利于学生对物理规律的掌握。

二、教学目标设计

1、知识与技能:

(一)理解动量守恒定律的确切含义和表达,知道定律的运用条件和适用范围;

(二)会利用牛顿运动定律推导动量守恒定律;

(三)会用动量守恒定律解决简单的实际问题。

2、过程与方法:

(一)通过对动量守恒定律的学习,了解归纳与演绎两种思维方法的应用;

(二)知道动量守恒定律的实验探究方法。

3、情感态度与价值观:

(一)培养学生自觉学习的能力,积极参与合作探究的能力;

(二)培养实事求是、具体问题具体分析的科学态度和锲而不舍的探究精神;

(三)使学生在学习过程中体验成功的快乐;

(四)培养学生将物理知识、物理规律进行横向比较与联系的习惯,养成自主构建知识体系的意识。

三、教学过程设计

四、教学分析评价

按认知规律设计教学过程,突出对动量守恒定律的理解,从实例入手,然后实验探究,理论推导等环节,得出动量守恒定律的表达方式(文字表达和数学表达),使学生对动量守恒定律的来龙去脉、确切涵义、适用条件有了清晰的认识,并通过课堂训练反馈,使学生初步掌握了动量守恒定律的实际应用。

突出了学生的主体地位,教给学生方法,注意培养能力,在教学过程中充分调动学生的学习积极性,让学生有观察、有计算、有推理论证、有归纳总结、有阅读理解,通过学生自己独立思考、手脑并用掌握知识,把发展能力与掌握知识结合起来,使培养能力贯彻在整个教学过程的各个环节。

教学过程中利用现代技术手段,扩大学生感知量,发展学生兴趣,两段录像、定量计算、定性演示实验所创设的物理情景对学生感知物理现象激发学生的求知欲有重要作用。

在明确定律的适用范围这一教学事件中,教师有意抓住了三个守恒定律的适用范围的比较,又通过练习进一步将牛顿运动定律与动量守恒定律进行比较,便于学生强化记忆,促进已有知识学习正迁移顺序进行。同时自主构建知识结构。

动量守恒定律说课稿 篇4

作为一名辛苦耕耘的教育工作者,就难以避免地要准备说课稿,说课稿有助于学生理解并掌握系统的知识。我们应该怎么写说课稿呢?下面是小编为大家整理的动量守恒定律说课稿,欢迎大家分享。

动量守恒定律说课稿1

高中一年级物理新教材按知识的逻辑性重新把高三年的一些内容放到起始年段来讲述,当然在难度、深度方面有所不同,讲述的方式方法也有巧妙的安排,如该回避的尽量不予提及、该简化的毫不保留、大胆下放一些内容作为选修教材等等,故把握好高一物理教材的度至关重要,下以一节“动量守恒定律的应用”的教学法为例,加以阐述,以食读者。

一、教材地位:

1、本课是新教材高中物理第一册(试验修订本?必修)第七章第四节;主要内容是讲授“动量守恒律”在碰撞、爆炸等内力?>外力这类题型中的应用。

2、地位:“动量守恒律”是大自然界物体间相互作用的普适基本规律之一。它反映了系统相互作用对时间的累积(F?t)总和为零的这么一个定律,近代研究表明守恒律来源于对称性;考虑教材编排的系统性,书上从牛顿运动定律中导出动量守恒,然而其适用范围却比牛顿运动定律广泛得多----不论是变力还是恒力、不论是哪个参照系、不论是高速或低速,宏观或微观系统等都可以使用;且在解决问题过程中无需虑及中间细节,只需注意始、末态,具有简捷方便的独特优势,为处理力学(含后续学习的电力、磁力)问题辟开了一新的思维方法。本课是“教纲”里要求学生熟练掌握、高考重点考查的知识点,故应教好本课。

3、编排:《动量守恒定律的应用》是继学生学习了“动量、动量定理、动量守恒定律”之后,通过应用守恒定律解决碰撞等实际问题达到掌握该定律的一节习题课-----旨在加深对动量及守恒条件的理解、进而熟练地应用守恒定律列式求解相关定量问题。

4、依据教纲对本节的“B”级要求、教材的编排,本节教学目标可定为:〈1〉知识目标:学生要会用动量守恒律处理一维碰撞、爆炸等两物体相互作用的问题:即

会确定系统、分析相互作用过程(初、中、末态)物体的受力,从而判定系统动量为什么守恒;根据动量守恒律的矢量性、同时性(“一边一时”),正确写出已知条件、守恒方程、求得未知量;知道守恒律解题优点所在。书P127

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〈2〉能力目标:提高解题能力即读题、析题、图景想象等能力,掌握解题步骤、解题表述等科学思维习惯及方法。

〈3〉德育目标:培养理论联系实际的辨证唯物主义实践观。5、教学重点:正确列出动量守恒方程及应用守恒律解题的一般方法。教学难点:

<1>如何使学生深刻领悟一维矢量的运算方法--------化为标量(代数)运算。<2>初动量、末动量的理解及确定二、教法说明:

本堂课主要采用讨论、阅读指导、练习、实验及多媒体放映等教学方法。教法选择的依据:<1>应用讨论法有利于发挥学生的主体作用,集思广益、取长补短,渗透合作、共赢的思想,调动积极性:作为知识应用课,正是需要对问题进行分析讨论,求得共识,本课应让学生读题并讨论----分析系统动量是否守恒?加深对知识应用的领悟。有些老师处理问题时也是在讨论、自学中完成的。

<3>通过观看实况录象(打台球、挂车等)、观察气垫导轨上滑块的碰撞等实验引起同学们对碰后物体速度求解的兴趣,让同学们认识到本课学习的意义;通过直观模拟碰撞现象给学生以更多的感性认识,变抽象为具体,多维度化解教学难度,加深对规律应用(知识)的记忆。

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<5>人类对经历过的挫折总是记忆犹新,本节可以通过对典型例题的分析、求解,通过学生动脑、动手演算,比较、讲解不同学生的答题错误,特别是对动量矢量性的疏忽和运算错误,进行有目的的强化,以期突破本节的难点。如对书上【例2】设具体数字而让学生解答,待出现答题错误时加以纠正;也可做这样的理想实验:站在悬崖边的人,给他一个动量,他将如何运动?引出对方向性的思考,如此种种让学生牢固烙上动量是矢量动量守恒律是矢量式的印象。

本节内容在高三教学中还须深化,考虑高一学生各方面能力限制(如数学、语文能力等),教学所涉及的习题尽可能过程清晰、系统(对象)容易确定;

只要求到一维两物体的题型,系统只有某方向动量守恒的问题尽量回避;守恒定律中速度相对性及变质量问题高一年不予提及;

知识的综合只牵涉到平抛或竖直上抛即可,且作为较高要求,应放在另一节练习课上。

三、学法设计:

本课的教学要培养科学的读书及解题方法,力求养成规范答题习惯,提高学习积极性。

通过对定律导出的简单复习,培养正确的思维习惯------即从本质上明确定理、定律的来龙去脉,原理上真正理解定律的适用条件(比牛顿运动定律更广);

通过解答实际题目的训练,培养审题能力、养成注重过程分析注意整体思维和严谨解题步骤的习惯,克服边审题边列方程的缺陷,形成按时间并列型思路列已知量的方法;

引导题后小结------“题后思”,让学生变“学会”为“会学”即守恒律题型的一般解题方法:确定对象确定过程并分析确定正方向并写出已知列方程求未知量。

高一学生喜好表现,可以通过对不同层次教学对象课堂作业的投影、讲评,可激发学者“愿学”的情感,让大家学有所获有所得,多层面提高学力。

注意由浅入深、按步解答、适当降低、抓好反馈落实的环节,注意归纳,给予机会提高自信心以激发差生学习情绪,解题时易出现的混乱问题有二:一是符号问题,强调设正方向,若未知量方向已明确则未知量字母只代表大小即可,若未知量方向不明,则未知量字母含有大小和方向,依得出的结果再行分析;二是守恒方程“一边一态”的问题,解决办法是严格列出已知,作图辅助思维。

把例题及课堂练习发到学生手上,适当选择1-2题综合型题目(两个以上知识点),鼓励好生上台讲述,多完成难一点作业,籍以调动优等生的积极性。

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好学教育:

在上述关于教材、教法、学法等分析的基础上,我实施了这一节课教学,取得了良好的教学实效。

四、新教材教学的心得:

新教材把高三年级某些重要的章节都下放到了高一年来(如动量、曲线圆周运动、万有引力定律等),这些内容都是要求较高且不容易理解和掌握的高考重点知识,放在高一年的目的之一是保证力学知识在高中阶段的连贯性、完整性、系统性。

<2>初动量、末动量的理解及确定

<2>教学法指出:练习本身是一种知识应用,同时又是巩固知识形成技能、技巧的重要手段。练习法应是本节的重头戏,旨在培养正确的解题思路、建构物理图景、掌握严谨的解题规范籍以形成好的学习习惯,同时让学生感到学以致用,悟出守恒律解题的方便所在,提高解题能力。大纲中就明确指出:“做好练习是使学生牢固地掌握基础知识,灵活地解决实际问题的重要途径”,扬振宁教授曾回忆起他的大学生涯时说“勤奋地去做练习”“习题做得很多”。

<4>如果说学习要达到深透的境地,真正学有所得,学生必须在读书上狠下功夫,读书方法的渗透就成为教学的重要任务之一,如符号法、旁批法、类比法、纲领法等等;教科书是学生在学校中获得知识的主要来源,应注意在物理内容的讲授过程中加强对学生阅读的指导。这一节课应引导学生阅读课本关于碰撞、爆炸等过程叙述,进一步理解系统内力、外力、外力之和的概念,弄清初、末态的界定以及什么是相互作用前、后的总动量;通过读题指导,教给学生抓住关键词句、挖掘隐含条件(如“一起”、“静止”、“相向”、“突然”等等),建构物理模型,逐步学会读物理书。

<6>教材教法处理注意点:

本节内容在高三教学中还须深化,考虑高一学生各方面能力限制(如数学、语文能力等),教学所涉及的习题尽可能过程清晰、系统(对象)容易确定;

只要求到一维两物体的题型,系统只有某方向动量守恒的问题尽量回避;

守恒定律中速度相对性及变质量问题高一年不予提及;

知识的综合只牵涉到平抛或竖直上抛即可,且作为较高要求,应放在另一节练习课上。

三、学法设计:

本课的教学要培养科学的读书及解题方法,力求养成规范答题习惯,提高学习积极性。

通过对定律导出的简单复习,培养正确的思维习惯------即从本质上明确定理、定律的来龙去脉,原理上真正理解定律的适用条件(比牛顿运动定律更广);

通过解答实际题目的训练,培养审题能力、养成注重过程分析注意整体思维和严谨解题步骤的习惯,克服边审题边列方程的缺陷,形成按时间并列型思路列已知量的方法;

引导题后小结------“题后思”,让学生变“学会”为“会学”即守恒律题型的一般解题方法:确定对象 确定过程并分析确定正方向并写出已知列方程求未知量。

高一学生喜好表现,可以通过对不同层次教学对象课堂作业的投影、讲评,可激发学者“愿学”的情感,让大家学有所获有所得,多层面提高学力。

注意由浅入深、按步解答、适当降低、抓好反馈落实的环节,注意归纳,给予机会提高自信心以激发差生学习情绪,解题时易出现的混乱问题有二:一是符号问题,强调设正方向,若未知量方向已明确则未知量字母只代表大小即可,若未知量方向不明,则未知量字母含有大小和方向,依得出的结果再行分析;二是守恒方程“一边一态”的问题,解决办法是严格列出已知,作图辅助思维。

把例题及课堂练习发到学生手上,适当选择1-2题综合型题目(两个以上知识点),鼓励好生上台讲述,多完成难一点作业,籍以调动优等生的积极性。

在上述关于教材、教法、学法等分析的基础上,我实施了这一节课教学,取得了良好的教学实效。

四、新教材教学的心得:

新教材把高三年级某些重要的章节都下放到了高一年来(如动量、曲线圆周运动、万有引力定律等),这些内容都是要求较高且不容易理解和掌握的高考重点知识,放在高一年的目的之一是保证力学知识在高中阶段的连贯性、完整性、系统性。

考虑高一学生能力的发展水平,教材把这些知识编排得深理浅出,通俗易懂,既照顾科学性又兼及可读性,因而有降低知识难度的意图,特别是不涉及繁难的隐含条件较多的物理问题,着重于知识形成过程的介绍及知识的实际应用,教学时切勿想一步到位,盲目拔高,应遵从直观简洁的理论实质及准确叙述有实际意义的应用练习巩固,把握好度(特别是梯度),重在激发学习兴致。

粗看起来教材似乎又回到了80年代全日制十年制高级中学的教材编排顺序,细细品味,却是螺旋式上升了一大台阶:屏弃了过于枯燥的理论论述;吸取了近几年各方面最新最好的教育教学精华;溶入了颇具时代气息的生产生活实例及最新科技成果;体现了教育教学革新的趋势,是对以往教材的大洗礼。

教科书具有很强的可读性、大众性,特别是“阅读材料”和“做一做”教学中要充分挖掘教材、抓住机会,提高学生的阅读自学能力。

动量守恒定律说课稿5

首先,我对本节教材进行一些分析:

(一)教材的内容、地位和作用

地位及作用:动量守恒定律是自然界普遍适应的基本规律之一,它比牛顿定律发现的早,应用比牛顿定律更为广泛,如可以适用于牛顿定律不能够解决的接近光速的运动问题和微观粒子的相互作用;即使在牛顿定律的应用范围内的某些问题,如碰撞、反冲及天体物理中的“三体问题”等,动量守恒定律也更能够体现它简单、方便的优点。

处理方法:虽然3—5要求低,但是动量守恒定律是高中物理3—5的最重要内容,做为一名物理老师,不仅要传授给学生物理知识,更重要的是传授给学生物理思想、物理意识,因此在教学中力图让学生自主探究切来掌握研究问题的方法,提高解决问题的能力。

基于课标和对教材的理解和分析,本人将该节课的教学三维目标定位为:

(二)教学目标

1、理解动量的概念,知道动量是矢量,2、理解动量守恒定律的确切含义和表达式,培养守恒思想。

3、知道动量守恒定律成立的条件,并会用它解决问题。在讲解例题2时和学生探讨一下车辆安全问题。培养学生的安全意识。

4、通过自主探究培养学生的自学能力,强烈的求知欲、浓厚的学习兴趣等。

本着课程标准,在吃透教材基础上,我确立了如下的教学重点,难点。

(三)教学重点、难点

重点是动量、动量守恒定律。

难点是动量守恒条件的确立。

为了讲清重点、难点,使学生能达到本节课设定的教学目标,再从教法和学法上谈谈。

(四)教法和学法

为了体现以学生发展为本,遵循学生的认知规律,体现循序渐进与启发式的教学原则,我进行了这样的教法设计:在教师的引导下,创设情景,通过开放性问题的设置来启发学生思考,通过问题导学,合作探究,学生交流展示,学生提出疑问,在自主学习中体会物理概念形成过程中所蕴涵的物理方法,使之获得内心感受。再进行达标训练起到巩固的效果。

(五)教学准备

多媒体(展示碰撞动画)、实物展示台(供学生展示用)、学案(课前要求预习)。

最后我来具体谈一谈这一堂课的教学过程。

(六)教学流程

1)整体设计

安排“知识键接(创设情景)————展示目标——问题导学(合作探究)——当堂达标训练——课后巩固训练”进行,体现学生是课堂的主体,老师的主导地位。

2)环节设计(主要是知识键接引入和重难点突破)

情景键接导入,通过两小球的一维碰撞,V2>V1,发生碰撞,问碰撞后有几种可能情况?并思考碰撞中遵循怎样的规律?(从不变量引入守恒并导出了动量的概念)

重点(1)讨论动量概念,我设计如下知识点填空,可以概括其要点。

1、定义;

2、表达式;

3、单位;

4、方向;

5、动量变化。

这些内容在引入动量概念后可以轻松自主解决。

重点、难点(2)理解动量守恒定律及条件

自学问题:

1、什么是系统?什么是内力和外力?

2、分析上节课两球碰撞得出的结论的条件。两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。

3、动量守恒定律的内容

4、表达式

5、适用条件

在例题2的分析中可设计如下问题:

1、是否满足守恒条件;

2、选择正方向;

3、碰前动量;

4、碰后动量;

5、根据动量守恒定律列式计算。

1)学生活动:

讨论(—)学生交流,教师巡视,学生在讨论中遇到问题询问老师、老师汇总

展示交流(1)教学把巡视中遇到的问题和重点问题提出来,先让或者引导其他小组会的同学给与解答,不会的教师才再给与解答。然后教师给与延伸(例题分析)

2)当堂达标训练(10分钟)学生展示答案与标准答案比较。解答有异议的问题。

3)课后设计专门的巩固训练

动量守恒教案 篇5

(教案)杜茂文

教学目标:

一、知识目标

1、理解动量守恒定律的确切含义.

2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围.

二、能力目标

1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律.

2、能运用动量守恒定律解释现象.

3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).

三、情感目标

1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法.

2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义及对社会发展的巨大推动作用. 重点难点:

重点:理解和基本掌握动量守恒定律. 难点:对动量守恒定律条件的掌握. 教学过程:

动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律.

(-)系统

为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念.

1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取.

2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力.

3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力.

内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力.

(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系

【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mA\mB和作用后的位移SA和SB比较mASA和mBSB.

1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计.

2.实验结论:两物体A、B在不受外力作用的条件下,相互作用过程中动量变化大小相等,方向相反,即△pA=-△pB或△pA+△pB=0

【注意】因为动量的变化是矢量,所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同.

(三)动量守恒定律

1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.

2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’

(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.

【注意】式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.

(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算. 3.成立条件

在满足下列条件之一时,系统的动量守恒

(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.

(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.

(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.

4.适用范围

动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.

(四)由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律

设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt 内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt =△p1;F12△Vt =△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即: △p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2= m1v1’+m2v2’.

【例1】如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?

【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.

【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:

(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?

【解析】从图中A、B两位置的变化可知,作用前B是静止的,作用后B向右运动,A向左运动,它们都是匀速运动.mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);

vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)

△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.

(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.14*0.5=0.07(kg·m/s)碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’

=0.14*(-0.06)+0.22*(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.

【例3】一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?

(1)撞后第1s末两物距0.6m.(2)撞后第1s末两物相距3.4m.

【解析】以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒. 设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有: mAvA=mAvA’+mBvB’; vB’t-vA’t=s(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.

(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.

《碰撞与动量守恒》教学反思 篇6

我体会到,教材只是多种教学资源中的一种,从教材演变为实际的教学行为,必须赋与教师的创造性劳动。教师永远是教学的创造者,这是教师的职业光荣。在新课程形势下要求:一个称职的高中物理教师,决不能“教书匠”式地“照本宣科”,要在教学中不断反思,不断学习,与时共进。新课程提倡培养学生独立思考能力、发现问题与解决问题的能力以及探究式学习的习惯。可是,如果物理教师对于教学不做任何反思,既不注意及时吸收他们的研究成果,自己对教学又不做认真思考,“上课时,只是就事论事地将基本的知识传授给学生,下课后要他们死记,而不鼓励他们思考分析”,那么,又怎能转变学生被动接受、死记硬背的学习方式,拓展学生学习和探究物理问题的空间呢?那么,教师首先要在教学中不断反思。

在动量与冲量这一节,讲述概念,不是直接给出,而是在分析大量事例的基础上概括、归纳出来的。对概念的理解,不是简单记忆,停留在表面上。注重概念的形成过程,包括为什么引入,如何引入,如何理解,都体现在教学中,如动量概念的得出。精选了典型的例题、典型的生活事例,达到了举一反三的效果。充分利用教具形象性的特点,激发学生的学习兴趣。教师的教学角色和学生的学习方式与传统相比发生了变化,教师主要组织、引导学生发现问题,学生主动参与,乐于探究,课堂气氛较活跃,学生学习热情较高,师生互动较好。

在动量定理这一节,在本节课的设计过程中,本人尝试建立了新的教学模式,即“激趣――探究――体验――内化――应用”。教师不再是满堂灌,而是精心设计物理情景,再进行适当的思维点拔,让学生主动参与,体验和感悟科学探究的过程与方法。本节内容与日常生活联系紧密。先是用“落蛋实验”引起学生的极大兴趣;“两种方式下跳”对动量定理的`理解有了体验;“亲口说说”即训练了学生的口头表达能力,又活化了对定理的理解;“亲手做做”和“创新实践”,让学生知道学习的最高境界是应用,物理学习从生活开始,最后又走向社会。

在动量守恒定律这一节课的成败主要在于实验的成功与否,本人首先通过实验来引导学生发现规律,然后用理论推导得出定律,所以上课前一定要调整好实验器材,如果误差大,可以多测几组数据进行规律的总结。如果条件容许,将此演示实验改成学生实验效果会更好。

在动量守恒定律的应用这节,这是一节集知识点、技巧、分析能力等综合性较高的习题课。重点要培养学生把握知识内在联系的能力、规律的提取能力以及各方面综合分析问题的能力。从教学方法上,大胆对力学中两大重要守恒定律进行了归纳教学,如果能借助多媒体动态模拟,展现题目中相应的物理情景,引导学生自述、讨论、归纳、总结规律就会更好。

后面的几节主要体现动量守恒定律在生活中的应用,在设计中主要结合生活中的实例展示,碰撞是生活中的一个常见现象,本节课以研究碰撞为主题,向学生展示了一个基本的现象研究的思维过程,即为“观察生活→提出疑问→分析推理→提炼规律→应用”。在实验观察时,用对一个经典的演示实验的分析揭示了常见现象中的不寻常之处,激发了学生进一步探究的兴趣。本节课的主体内容无疑是对碰撞的理论分析和实验验证,这个过程的基本步骤为“提出假设→理论推理→实验检验→提炼规律”。在分析过程中,以问题为纽带,逐步引导学生的思维,直至最终推理得出规律。在反冲运动这节,设计中主要结合生活中的实例展示,反击式水轮机、喷气式飞机、火箭都是反冲的重要应用,从而更好的理解反冲运动。

不足之处,在知识的深度、广度与时间的协调上,依然不能驾驭这三者。

动量守恒定律 篇7

例1如图1所示海岸炮将炮弹水平射出,炮身质量(不含炮弹)为M,每颗炮弹质量为m,当炮身固定时,炮弹水平射程为s,那么当炮身不固定时,发射同样的炮弹,水平射程将是多少?

解析:两次发射转化为动能的化学能E是相同的.第一次化学能全部转化为炮弹的动能;第二次化学能转化为炮弹和炮身的动能,而炮弹和炮身水平动量守恒,由动能和动量的关系式知,在动量大小相同的情况下,物体的动能和质量成反比,炮弹的动能,由于平抛的射高相等,两次射程的比等于抛出时初速度之比,即:,所以.

思考:有一辆炮车总质量为M,静止在水平光滑地面上,当把质量为m的炮弹沿着与水平面成θ角发射出去,炮弹对地速度为v0,求炮车后退的速度.

解析:系统在水平面上不受外力,故水平方向动量守恒,炮弹对地的水平速度大小为v0cosθ,设炮车后退方向为正方向,则(M-m)v-mv0cosθ=0,.

点评:有时应用整体动量守恒,有时只应用某部分物体动量守恒,有时分过程多次应用动量守恒,有时抓住初、末状态动量即可,要善于选择系统,善于选择过程来研究.

内力远大于外力,故系统动量守恒,有其他形式的能单向转化为动能.所以“爆炸”时,机械能增加,增加的机械能由化学能(其他形式的能)转化而来.

例2在光滑地面上,有一辆装有平射炮的炮车,平射炮固定在炮车上,已知炮车及炮身的质量为M,炮弹的质量为m;发射炮弹时,炸药提供给炮身和炮弹的总机械能E0是不变的.若要使刚发射后炮弹的动能等于E0,即炸药提供的能量全部变为炮弹的动能,则在发射前炮车应怎样运动?

解析:若在发射前给炮车一适当的初速度v0,就可实现题述的要求.在这种情况下,用v表示发射后炮弹的速度,v表示发射后炮车的速度,由动量守恒可知:

由能量关系可知:

按题述的要求应有(3)

动量守恒定律 篇8

一、两守恒定律的比较

1.相似之处

(1)两个定律都是用“守恒量”表示自然界的变化规律,研究对象均为物体系.应用“守恒量”表示物体系运动状态变化规律是物理研究中的重要方面.我们学习物理,就要学会用守恒定律处理问题.

(2)两个守恒定律均是在一定条件下才成立,它们都是用运动前、后两个状态的守恒量的相等来表示物体系的规律特征的,因此,它们的表达式是相似的,且它们的表达式均有多种形式.

(3)运用守恒定律解题都要注意其系统性(不是其中一个物体)、相对性(表达式的速度和其他有关物理量必须对同一参考系)、同时性(物体系内各物体的动量和机械能都是同一时刻的)、阶段性(满足条件后,各过程的始末守恒).求解问题时,都只需考虑运动的初状态和末状态,而不必考虑两个状态之间的过程细节.

(4)两个定律都可用实验加以验证,都可用理论进行论证.动量守恒定律是将动量定理用于相互作用的物体,在物体系不受外力的条件下推导出来的;机械能守恒定律是将动能定理用于物体系(物体和地球组成的系统),在只有重力做功的条件下推导而成的.

2.不同之处

(1)守恒量不同.动量守恒定律的守恒量是动量,机械能守恒定律的守恒量是机械能,因此,它们所表征的守恒规律是有本质区别的,动量守恒时,机械能可能守恒,也可能不守恒;反之亦然.

(2)守恒条件不同.动量守恒定律的适用条件是系统不受外力(或某一方向系统不受外力),或系统所受的合外力等于零,或者系统所受的合外力远小于系统之间的内力.机械能守恒定律适用的条件是只有重力或弹力做功;或者只有重力或弹力做功,受其他力,但其他力不做功.

(3)表达式不同.动量守恒定律的表达式是矢量式,不论是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,还是p1+p2=p1′+p2′,或者Δp1=-Δp2均是矢量式,对于在一直线上运动的物体系,只要规定正方向,动量守恒定律可表示为代数式.机械能守恒定律的表达式为标量式,一般它表示为Ek1+EP1=Ek2+EP2,或ΔEP=-ΔEK;或者ΔEa=-ΔEb(将系统分成a、b两部分来研究).二、两守恒定律的应用 要正确解答物理问题,就须先对题目所提供的物理情景、物理过程进行认真细致的分析.只要过程分析正确了,解题就是水到渠成、顺理成章的事——应用有关的公式、定理、定律等进行运算.因此在解答习题中应将“重心”放在分析物理过程上.下面通过分析三个例子来说明两守恒定律的应用.

例1如图1所示,用长为l的轻细绳拴住一个质量为m的小球后,另一端固定在O点,将绳拉直后,将小球分别从位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由静止开始释放,求小球经过最低点时的速度及绳对小球的拉力.

图1讲析在运用机械能守恒定律解决问题时,关键是判断机械能是否守恒,根本依据是过程中物体受力情况及各力做功情况.

本题中,当小球分别从Ⅰ、Ⅱ释放后,绳就对小球有拉力作用,运动过程中小球只受重力和绳的拉力作用,但绳的拉力对小球不做功,只有重力做功,故过程中小球的机械能守恒.先用机械能守恒定律求出小球经过最低点的速度,再根据牛顿第二定律可求出绳在最低点的拉力.

如果认为小球从位置Ⅲ开始运动,机械能还守恒就大错特错了.小球从位置Ⅲ开始下落后,在一段时间内,绳对小球没有作用力(这时绳没有被拉直),小球做自由落体运动!(需要注意临界条件,从Ⅱ位置以下的各位置开始运动,机械能均守恒,从Ⅱ位置以上的各位置开始运动,出现了新情况,这时要认真研究因量变而发生质变的新情况)待小球下落了一个l长后,即小球到达位置Ⅰ时,绳开始对小球有作用力.所以,要注意临界条件往往会因量变而引起质变.在小球刚落至位置Ⅰ时,速度方向为竖直向下,大小为2gl (根据自由落体运动的公式v2t=2gl可得).由于绳的拉力作用,同时绳不可伸长,小球其后的运动,只能是圆周运动.这意味着其后不可能保留沿绳方向的速度,但这一速度在刚到达Ⅰ是存在的.这一项分速度的大小为122gl(根据速度分解如图1中所示,沿绳方向的分速度为vtcos60°=122gl),这一速度在绳拉力作用下迅速减为零.因此小球开始做圆周运动时的速度不是2gl,而是322gl

(垂直于绳方向的分速度为vtsin60°=322gl).换言之,小球在这一极短时间内,机械能有了损失.当小球从Ⅰ再运动至最低点时,机械能重新守恒.同样应用机械能守恒定律和牛顿第二定律可求出小球运动至最低点的速度及受到的拉力.(附答案:v1=gl,v2=2gl,v3=52gl,F1=2mg,F2=3mg,F3=3.5mg)

图2例2质量为M的斜劈A放在水平地面上,斜劈的斜面顶端放上一个质量为m的滑块B,如图2所示,当滑块从顶端滑向底端的过程中,如果不计一切摩擦,斜劈与滑块组成的系统动量是否守恒?

讲析本题研究对象是A和B组成的系统.在B沿A的斜面下滑时,系统所受的外力为A与B的重力及地面对A的支持力.有的学生在分析这个过程时,认为A与B的重力及地面对A的支持力相互平衡,因而系统所受合外力为零,进而合外力的冲量为零,所以系统的动量守恒,这种判断是缺乏根据的.当滑块B沿斜面下滑时是加速下滑,这时将发生失重现象.因此,水平地面对A的支持力将小于A与B的重力,系统所受合外力并不为零,系统的动量并不守恒!

应该看到,动量守恒定律反映的是矢量间的关系.当系统所受合外力不为零,系统的动量不守恒,但这时并不防碍在垂直于合外力的方向上的冲量为零,在这一特定的方向上动量是守恒的.在本题中,重力也好,支持力也罢,均为竖直方向上的外力.在水平方向上,系统是不受外力的,因此,系统在水平方向上的动量是守恒的.当B沿斜面下滑时,因A、B之间的弹力作用(此为内力),A将沿水平方向运动,A、B在水平方向的动量始终守恒.B在竖直方向的动量一直增加,系统在竖直方向的动量一直增加,并不守恒.所以,从总体上说,动量并不守恒,但在水平方向上动量是守恒的.

可见,今后在处理问题时,应该注意区分系统的动量守恒及系统在某个方向的动量守恒.图3例3如图3所示,质量为M的摆被两根长为l的轻细绳悬挂起来.一颗质量为m的子弹,以一定的速度水平射人摆内,并留在摆中,摆与子弹摆过的最大角为θ,求子弹的速度.

讲析在子弹射人摆的过程中,子弹与摆之间存在相互作用.这种作用既改变了子弹的动量也改变了摆的动量.实际上,这一作用时间是很短的,对于在这一极短时间内摆的运动可以忽略不计,因此,子弹与摆组成的系统在水平方向所受外力的冲量忽略不计,系统在水平方向的动量守恒.这一过程的最终结果是子弹与摆具有相同速度.但在这一过程中,系统的机械能不守恒,因为此过程中子弹克服巨大阻力做功,大量的机械能转化为内能.在子弹与摆以相同速度摆动过程中,系统所受外力为重力及绳拉力,但只有重力做功,拉力不做功,系统的动能转化为重力势能,机械能守恒.在这个过程中,因绳拉力的冲量作用,系统总动量减少,系统的动量不守恒.

前一阶段(子弹打入摆的过程),系统动量守恒而机械能不守恒;后一阶段(摆与子弹摆动过程)又发生了相反的情况,系统的机械能守恒而动量不再守恒.这种结果并不奇怪,是由于这两个守恒定律有着不同的守恒条件.

用动量概念表示牛顿第二定律 篇9

16.6用动量概念表示牛顿第二定律

一、教材分析:

《用动量概念表示牛顿第二定律》为高中物理选修教材3-5的第十六章《动量守恒定律》的第六节内容。这一章节内容主要根据牛顿第二定律,推导力与动量变化率的关系,从而得出动量定理。动量定理体现了力在时间上的累积效果,为解决力学问题,尤其是打击和碰撞的问题开辟了新的途径。同时动量定理的知识与人们日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习本节知识有着广泛的现实意义。

二、教学重点和难点:

(一)、教学重点

1、动量定理的推导和对其的理解

2、利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析

(二)、教学难点:

1、动量定理的矢量性,即合外力的冲量和动量变化方向的一致性

2、动量定理在实际问题中的正确应用

三、教学目标:

(一)、知识与技能

1、能由牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的一维表达式

2、理解动量定理的含义,知道动量定理的适用范围

3、会运用动量定理解释有关现象和处理有关问题

(二)、过程与方法,:

通过学生自主探索力和动量变化之间的关系推导出动量定理,运用动量定理处理实际问题,让学生从这些过程中体会自主探究物体学规律的过程并在分析、处理和解决问题方面的能力得到提高

(三)、情感态度与价值观:

培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识,使其勇于探索与日常生活有关的物理问题

四、学情分析:

(一)、高中生在思维方式方面正处于形象思维向抽象思维过渡时期,对知识的获得还需感性认识为依托;在生理方面处于注意力易分散的时期

(二)、学生在前面已了解了利用牛顿第二定律和运动学公式推导物理规律的物理学研究方法方法,也学习了动量的知识

五、:教学方法

(一)、教法:讲授法、讨论法、谈话法

用动量概念表示牛顿第二定律

通过多媒体教学创设问题情景,激发学生的探究兴趣,引导学生进行思索讨论自主探索动量定理,采用学生参与较多的讨论法,对动量定理的定性应用进行巩固

(二)、学法:

在学生已掌握的用牛顿第二定律和动力学公式将力学量和运动量相联系起来推导物理规律的方法的基础上,由教师引导,让学生亲自经历运用该方法主动探索动量定理的过程,并通过课堂讨论举例、例题讲解和课后练习掌握对其的应用

六、教学过程:

(一)、引入新课

 多媒体播放演示实验:杯子掉在地上碎,掉在海绵上不碎的现象  提出问题:为什么会出现这种现象?  引起学生思考并引入新课教学

(二)、新课教学  提出研究的课题:如下图,设一个物体在t1时刻以速度v1在光滑水平地面上运动,在同方向水平恒力F作用下,在t2时刻速度变为v2,试用牛顿运动定律和运动学公式推导出力与动量变化的关系。

 引导探究:由牛顿第二定律可知:Fma

vv由运动学公式可知:a21

tmv2-mv1p2p1p联立以上两式可得:F,由此式可得t2t1t2t1t出力与动量变化的关系即物体动量的变化率等于它所受的力,从而得出牛顿第二定律的另一种表达形式。上式还可写成F(t2t1)mv2mv1,物理学中将此关系定义为动量定理,其中量F(t2t1)反映了力在空间上的积累,物理学中称为力的冲量并表示为I。

 知识点:

1、动量定理

(1)定义:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化(2)表达式: IP

FtPmv2mv1

(3)说明:

1)意义:合外力的冲量是物体动量变化的原因

2)适用范围:动量定理既适用于恒力又适用于变力;既适用于直线运动又适用于曲线运动;不仅适用于单个物体,而且也适用于物体系统

用动量概念表示牛顿第二定律

3)矢量性:即合外力的冲量和动量变化的方向一致,规定正方向后,在一条直线上矢量运算变为代数运算

2、动量定理的应用

(1)定性应用(解释日常生活现象)

 回到引入新课杯子落地实验,引导学生建立模型:杯子运动分为两个阶段,第一个阶段物体自由下落同样的高度,获得同样的能量,第二阶段为经过一定时间动量减为零

 学生讨论并得出结论:动量变化相同时,时间短,力大;时间长,力小  继续引导学生举例:如拳击运动员要戴手套,运动员跳远前松沙坑,铁锤钉钉子,冲床冲压钢板等,来说明动量变化相同时,时间短,力大;时间长,力小。 板书:

(2)定量应用(解决实际问题)

1)解题步骤:明确研究对象和研究过程;进行受力分析;规定正方向

写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量;根据动量定理列式求解

2)例题1:

如图所示,水平面上一质量为m的物体,在水平恒力F作用下,由静止开始做匀加速直线运动,经时间t 后撤去外力,又经过时间2t 物体停下来,设物体所受阻力为恒量,其大小为

训练点:动量定理的应用

解析:整个过程的受力如图所示,对整个过程,根据动量定理,设F方向为正方向,有:(Ff)tf2t0 从而得阻力大小为:fF/3

(三)、课堂总结

1、动量定理的推导和对其的理解

2、动量定理的应用

(四)、布置作业

(五)、书面作业:课后25面习题3和4

七、板书设计:

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