动量守恒定律教案 动量守恒定律教案(优秀3篇)
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;它既适用于保守系统,也适用于非保守系统。书包范文小编精心为小伙伴们带来了动量守恒定律教案(优秀3篇),希望能够帮助到您。
动量动量守恒定律教案 篇一
三维目标:
(一)知识与技能
1、理解动量守恒定律的确切含义和表达式
2、知道定律的适用条件和适用范围;
3、掌握运用动量守恒定律的一般步骤
(二)过程与方法
知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
(三)情感、态度与价值观
学会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,培养思维能力。 教学重点:
1、动量的概念和动量守恒定律。
2、运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点:动量的变化和动量守恒的条件、应用。 引入新课:
通过以前的学习,我们已经会描述一些简单的典型的运动。知道速度、位移、加速度都是用来描述物体运动的物理量,而通过上一节课的学习,我们又认识到动量也可以描述物体的运动状态,而且我们通过动能定理也建立起了力与动量的联系,知道动量是力对时间积累的效果。正如力在空间中的积累存在着自然普遍定则一样,力对时间的积累是否也存在着某种守恒的普适关系? 进行新课: 【小组讨论交流】
一、牛顿第一定律的内容及实质
内容:一切物体总有保持静止或匀速直线运动状态的性质,除非有外力迫使它改变这一状态。
实质:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
二、牛顿第二定律的内容及实质
内容:物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。 实质:力是产生加速度的原因,加速度改变了物体的运动状态。
三、牛顿第三定律的内容及实质
内容:物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
实质:物体间的相互作用总是等大反向。
四、如果是两个物体,如何区分它们之间的相互作用和其它物体对它们的作用力呢?
系统:可以把两个或两个以上物体看做一个力学系统。 内力:系统内物体间作用力称为内力。
外力:外界物体对系统内物体的作用力称为外力。 教师总结:
我们把两个物体看作一个系统,那么两个物体间的相互作用就属于系统的内力,外界其它物体对系统中任何一物体的作用就是系统所受的外力。根据牛顿运动定律可知:不论外力还是内力都会改变物体的运动状态,而内力起的作用就像人民内部矛盾,外力起的作用则为外在矛盾。前者可以相互抵消达到和谐,但是后者必然破坏这种和谐关系。而现实生活中诸如此类的守恒随处可见。
比如:甲乙各有500元现金,相互交换甲乙两者共有财富值不变。但甲又别处得到500元,这必然使两者共有财富值增加。相反,丙强行从甲手中拿走500元,两者共有财富值较少。
再有:一个绝热系统中两个物体相互吸热放热,系统温度必然升高;而外界对系统加热,系统温度必然升高。
与我们所学更近的例子:比如机械能守恒定律。系统中仅有保守力做功,机械能守恒。但是若有外力对系统内任何物体做功,这种守恒必然打破。 【创设情境,理论推理】
现实生活中,这种守恒随处可见。为此我们创设一个物理情境:
光滑水平桌面上有一质量为m1的物体以速度v1向右运动,质量为m2的物体以速度v2向右运动。且v1>v2,那么经过一定时间后,必然追上m1且发生碰撞。设碰撞后m1的速度为v1’,m2速度为v2’
碰撞过程中m2对m1的作用力为F1,m1对m2的作用力为F2 【教师引导,学生自主推理:】
两物体各自所受重力和支持力虽为外力,但是合力为零,不改变物体的的运动状态。F1和F2是两物体组成的系统内力。
推导1:根据牛顿第二定律,碰撞过程中两球的加速度分别为:
F1F2a1,
a2
m1m2根据牛顿第三定律,F1与F2的大小相等方向相反,即
F1F2
所以:m1am2a2
碰撞时两小球之间的作用时间很-短,用t表示。这样加速度与速度前后的关系就是
'v2v2v1'v1a1, a2
tt把加速度的表达式带入m1am2a2,移项后得到
''m1v1m2v2m1v1m2v
2(1)
推导2:根据牛顿第三定律,F1与F2的大小相等方向相反,即
F1F2
碰撞时两小球之间的作用时间很短,用t表示。取向右为正,则系统内内力冲量关系为
F1tF2t
根据动量定理可知:
'F1tm1v1'm1v1,F2tm2v2m2v2
那么
''(m1v1m1v1)m2v2m2v2
整理得到
''m1v1m2v2m1v1m2v2
(1)
【教师总结】
我们通过不同的策略,得出相同的结论(1)。而且的实验探究中我们也得到了一样的结论。实验是检验理论的唯一标准。可见,物体相互碰撞过程中确实存在着这种守恒关系。
(1)式的物理意义是:两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和。因为碰撞过程中的任意时刻牛顿第三定律、动量定理的结论都是成立的,因此(1)式对过程中的任意两时刻的状态都是适用的,也就是说系统在整个过程中一直保持不变。因此我们可以说这个过程中动量是守恒的。
历史上通过几代物理学家在实验上和理论上的分析、探索与斗争,人们在18世纪形成这样的共识:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 【教师指导,学生总结】
动量守恒定律的条件:(1)系统不受外力,(2)系统所受外力矢量和为零 动量守恒定律的表达式:
(1) 动量定理指出,系统的总动量保持不变。那么碰撞前和碰撞后系统的动量应该相等。即pp'
(2) 如果是相互作用的两个物体组成的系统,总动量不变。那么系统内一个物体增加的动量跟另一个物体减少的动量也相等。即p1p2 (3) 系统总动量不变,那就是说对于系统动量变化量应该为零。即p0 (4) 相互作用的两个物体组成的系统,作用前动量之和等于作用后的动量之
'和。即m1v1m2v2m1v1'm2v2
板书设计
一、系统 内力和外力
1、系统:
2、内力:
3、外力:
二、动量守恒定律
1、推导过程
2、内容
3、成立条件
4、表达式 课堂小结
本节课通过理论推导得出了和实验相同的结论。推导过程中我们体会到了科学的严密性,体会到物理来源于生活,是解决生活中实际问题的科学。通过对动量守恒定律的理解归纳总结出动量守恒定律不同的表达式,进一步理解了这一普遍真确的守恒定律。 作业设计
动量动量守恒定律教案 篇二
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
动量动量守恒定律教案 篇三
《动量守恒定律》是高中物理新教材第一册第七第三节的内容。它是本章的重点,同时也是力学部分的重要内容。动量守恒定律是自然界中最普遍最重要的基本规律之一。它虽然可以由牛顿定律推导出来,但其适用范围要比牛顿定律广泛的多,不仅适用于宏观低速的物体,而且适用于微观高速运动的粒子,因此它在整个物理学中占有非常重要的地位。
我认为只有使学生对物理定律的学习感兴趣,听得懂,理解的深,才能具有运用规律去分析解决问题的能力,为此我将教学的重点放到了对动量守恒定律的内容的掌握上,并且明确学生是学习活动的主体。
根据本节课有实验定性分析和理论定量推导的特点,依据(1)教师的指导作用与学生学习的主动性相统一的原则(2)掌握知识与发展能力相统一的原则,我采用谈话法和讨论法相结合的启发式教学。在教法学法上可采用:观察实验——问题思考——点拨指导、抽象概括——巩固练习。实施这一方法,使学生在教师的指导下亲自去观察比较,分析归纳,积极努力的去探求知识,最大限度的调动全体学生的积极参与,以达到教学目的。
在教学手段上采用演示实验,多媒体辅助教学,增强直观性,改善教学效果。
一般说来,上课开始时,学生的注意力往往还停留在上课前感兴趣的活动对象上,因此我就从学生的认知规律入手,一上课就向学生提出问题。(1)一个人在一辆小车里用力推车,车会不会动?(2)在平静的河中心有两个靠的很近的小船,当你从一只船上跳到另一只船上会出现什么现象?因为问题有趣就吸引了学生的无意注意,在学生回答之后,我又问“为什么会出现这样的现象?”这时学生为了探疑,无意注意随之转为有意注意,这样既吸引学生探求物理规律的兴趣又顺利的引入了课题。
为了使本节课的教与学顺利的展开,我先让学生复习了牛顿第三定律和动量定理,随后向学生提出:通过动量定理的学习使我们清楚了,一个物体受外力作用时它们动量变化的规律。可是我们知道任何物体都不能孤立存在,那么两个物体相互作用时它们的动量变化又遵循什么样的规律?带着这个问题我向学生演示了教材上夹有弹簧的两个小车相互作用的实验。通过观察实验,在引导学生定性分析出实验结果的同时也培养了他们对感性材料的分析综合和概括的能力。
然后通过两个小球在同一直线上运动发生碰撞的例子来定量推导出动量守恒定律。由于两小球碰撞发生轻微形变不易看出,因此我采用多媒体利用夸张的手法模拟两个小球碰撞的整个过程,以增强学生的感性认识,同时也活跃了课堂气氛,延长了学生的有意注意时间。
在分析推导的过程中,我提出这样一个问题:碰撞前后两小球总动量应该怎样表示?学生思考以后很快能列出式子,并且明白,两球碰撞前后各自动量都发生了变化。在弄清上面问题的基础上,我又紧接着提出了:两球的动量为什么会发生变化?让学生进一步展开讨论。在讨论的过程中模拟演示两球发生碰撞的过程,通过引导学生分析小球的受力情况,再次提出前面的问题,启发学生利用动量定理和牛顿第三定律自然而然的得到定律。但是在培养学生灵活运用数学运算进行物理推理的同时要防止学生把物理公式中物理量之间的关系看成纯数学的关系,要加强对式子物理意义的分析。
在动量守恒定律表达式得出之后,让学生考虑动量守恒定律是否需要条件,对于这个问题,学生感到比较生疏,不会做出肯定或者否定的回答,由教师启发得出守恒条件和定律适用范围。
最后为了突出重点,突破难点我设计了两个例题。
例
1、 把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上磁铁的同性磁极相对,小车放在光滑的水平桌面上,推动一下小车,使他们相互靠近,两辆小车没有碰上就分开了,两辆小车相互作用前后,他们的总动量守恒么?为什么?(通过这个例题使学生明确动量守恒的条件。)
例
2、 质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动,恰遇上质量为5kg的小球B以4m/s的速度向右运动,碰撞后球恰好静止,求碰撞后A球的速度 。
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