人教版選修35 動(dòng)量守恒定律 第1課時(shí) 教案.doc

教學(xué)課題： 第 三節(jié) 動(dòng)量守恒定律課 時(shí)：二課時(shí) 教師： 教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)目標(biāo) 1.理解動(dòng)量守恒定律的確切含義和表達(dá)式 2.能用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律3.知道動(dòng)量守恒定律的適用條件二、能力目標(biāo) 1.能結(jié)合動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律，培養(yǎng)大家的邏輯推理能力2.學(xué)會(huì)用動(dòng)量守恒定律解釋現(xiàn)象鍛煉同學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力 三、德育目標(biāo) 1.通過(guò)動(dòng)量守恒定律的推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸椒ǎ?.了解自然科學(xué)規(guī)律發(fā)展的深遠(yuǎn)意義及對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用激發(fā)學(xué)生的積極向上的人生觀、價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)：掌握動(dòng)量守恒定律的推導(dǎo)、表達(dá)式、適用范圍和守恒條件教學(xué)難點(diǎn)： 正確判斷系統(tǒng)在所研究的過(guò)程中動(dòng)量是否守恒教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、推理歸納法、問(wèn)題解決法、討論法、分層教學(xué)法教學(xué)用具：兩個(gè)質(zhì)量相等的小車，細(xì)線、彈簧、砝碼、氣墊導(dǎo)軌教學(xué)過(guò)程投影本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)法指導(dǎo)(一)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道什么叫系統(tǒng)，什么是系統(tǒng)的內(nèi)力，什么是系統(tǒng)的外力 2.理解動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容，知道得出動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的條件 3.能通過(guò)在光滑水平面上的兩球發(fā)生碰撞推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式 4.知道動(dòng)量守恒定律的成立條件和適用范圍5.會(huì)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題(只限于一維的運(yùn)動(dòng)) (二)學(xué)法指導(dǎo) 本節(jié)課同學(xué)們可通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、理論推導(dǎo)，應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題的方法來(lái)學(xué)習(xí)動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容，理解其真正的含意想像遠(yuǎn)比知識(shí)重要，知識(shí)有涯，而想像能環(huán)抱整個(gè)世界。 愛(ài)因斯坦 思考：1、動(dòng)量定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體，還是由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)？可以是單個(gè)物體，也可以是物體組成的系統(tǒng)。通常是一個(gè)物體。2、動(dòng)量定理的內(nèi)容是什么？表達(dá)式如何？物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量變化表達(dá)式：i合=p ft = mv- mv 3、應(yīng)用動(dòng)量定理的關(guān)鍵是什么？清楚物體受力； 抓住始末狀態(tài)。引入：滑冰場(chǎng)上原來(lái)靜止的兩個(gè)人，靠近站在一起，讓甲推乙一下，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 現(xiàn)象：互推后都向后運(yùn)動(dòng) 猜想，動(dòng)畫。 人在船上向前走，船不動(dòng)？向前運(yùn)動(dòng)？向后運(yùn)動(dòng)？猜想，視頻?，F(xiàn)象：船后退大炮發(fā)射炮彈時(shí)，炮身怎樣運(yùn)動(dòng)？猜想，動(dòng)畫?，F(xiàn)象：炮身向后退 思考：上述現(xiàn)象有什么共性?兩物體間存在相互作用，動(dòng)量都發(fā)生了變化。 一、基本概念1、系統(tǒng)：有相互作用的物體組成系統(tǒng)。2、外力：外部其他物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力叫做外力。3、內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)相互作用的各個(gè)物體間的相互作用力叫做內(nèi)力。二、動(dòng)量守恒定律 引入：在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)得到了： 兩個(gè)物體碰撞前后（或兩個(gè)相互作用的物 體，作用前后）它們的總動(dòng)量是不變的， 即： m11+ m22= m11+ m22這就是動(dòng)量守恒定律。 請(qǐng)你從牛頓運(yùn)動(dòng)定律的角度，推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律。設(shè)光滑水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)小球，質(zhì)量分別是m1和m2，沿著同一直線向相同的方向運(yùn)動(dòng)，速度分別是v1和v2，且v1v2，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，m2追上了m1兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是v1和v2。碰撞過(guò)程中第一球所受另一球?qū)λ淖饔昧κ莊1,第二球所受另一球?qū)λ淖饔昧κ莊2,試用牛頓 定律分析兩個(gè)小球的碰撞。思考： 分析每個(gè)小球的受力。 兩個(gè)小球在碰撞過(guò)程中所受到的平均作用力f1和f2有什么關(guān)系？ 兩球在碰撞中所受的平均作用力f1和f2是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們大小相等，方向相反；即：f1= -f2 設(shè)兩小球碰撞持續(xù)時(shí)間為t，寫出碰撞過(guò)程中小球各自的加速度與所受到的平均作用力、碰撞前后速度的關(guān)系。 1、2兩球的加速度分別是： 加速度與碰撞前后速度的關(guān)系是：結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，推導(dǎo)得到一個(gè)什么表達(dá)式。上式表達(dá)式的含義什么？ 兩個(gè)小球碰撞前的總動(dòng)量等于碰撞后的總動(dòng)量，即碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。1、內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式： p=p前后動(dòng)量相等。p=o，系統(tǒng)相互作用前、后的總動(dòng)量不變。p1= -p2，相互作用的兩個(gè)物體的動(dòng)量變化大小相等、方向相反。3、條件：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零。三、動(dòng)量守恒定律的普適性動(dòng)量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律在經(jīng)典力學(xué)中都占有重要的地位，兩者密切相關(guān)。 牛頓運(yùn)動(dòng)定律從“力”的角度反映物體間的相互作用；動(dòng)量守恒定律從“動(dòng)量”的角度描述物體間的相互作用，但兩者的在使用中卻有深刻的區(qū)別。 動(dòng)量守恒定律是自然界最重要的最普遍的規(guī)律之一，它不僅適用于宏觀系統(tǒng)，也適用于微觀系統(tǒng)； 不僅適用于低速運(yùn)動(dòng)，也適用于高速運(yùn)動(dòng)。 還適用于由任意多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，以及各種性質(zhì)的力之間。這一定律已成為人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然的重要工具。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。相反，每當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中觀察到似乎是違反動(dòng)量守恒定律的現(xiàn)象時(shí)，物理學(xué)家們就會(huì)提出新的假設(shè)來(lái)補(bǔ)救，最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。如靜止的原子核發(fā)生衰變放出電子時(shí)，按動(dòng)量守恒，反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運(yùn)動(dòng)。但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反?，F(xiàn)象，1930年泡利提出了中微子假說(shuō)。由于中微子既不帶電又幾乎無(wú)質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)中極難測(cè)量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。 四、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1、當(dāng)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力時(shí)，外力的影響很小，系統(tǒng)的動(dòng)量可以看作近似守恒。 練習(xí)：寫出下列情況下動(dòng)量守恒的表達(dá)式：1、一個(gè)物體m1原來(lái)靜止，另一物體m2運(yùn)動(dòng)與之相碰后，粘在一起運(yùn)動(dòng)。2、兩物體m1 , m2相向運(yùn)動(dòng)，相碰后都靜止。取m1運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍?m1v1- m2v2 =0+0小結(jié)：1、所有速度都是相對(duì)同一參照物(一般取對(duì)地速度） 2、要考慮速度的方向，代入數(shù)據(jù)時(shí)注意符號(hào)。例題1:在列車編組站里，一輛m1 = 1.8104kg 的貨車在平直軌道上以 v1 = 2 m/s 的速度運(yùn)動(dòng)，碰上一輛 m2 = 2.2104 kg的靜止貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，求貨車碰撞后的運(yùn)動(dòng)速度。 思考： 本題中相互作用的系統(tǒng)是什么？分析系統(tǒng)受到哪幾個(gè)外力的作用？是否 符合動(dòng)量守恒的條件？ 本題中研究的是哪一個(gè)過(guò)程？ 該過(guò)程的初狀態(tài)和末狀態(tài)分別是什么？解：取兩輛貨車在碰撞前運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?向，設(shè)兩車接合后的速度為v， 則兩車碰撞前的總動(dòng)量為m1v1，碰撞后的總動(dòng)量 為(m1+m2)v,由動(dòng)量守恒定律可得：（m1+m2）v=m1v1代入數(shù)值，得v = 0.9 m/s即兩車接合后以0.9 m/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)一、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的基本步驟和方法確定研究對(duì)象，即相互作用的系統(tǒng)；判斷是否符合守恒條件；選取研究過(guò)程,確定始末狀態(tài)， 規(guī)定正方向，確定始、末狀態(tài)的動(dòng)量；根據(jù)動(dòng)量守恒定律，列方程求解。注意：用動(dòng)量守恒定律列式時(shí)，應(yīng)注意各量中速度的參考系要統(tǒng)一。例題2:一枚在空中飛行的導(dǎo)彈，質(zhì)量為 m ，在某點(diǎn)的速度為v，方向水平，如圖所示。 導(dǎo)彈在該點(diǎn)突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為m1 的一塊沿著與 v 相反的方向飛去，速度 v1。 求炸裂后另一塊的速度 v2 。思考并回答下列問(wèn)題：1、本題中我們選取哪一過(guò)程作為我們的研究過(guò)程?2、本題中我們的研究對(duì)象是什么?3、研究對(duì)象在研究過(guò)程中的動(dòng)量是否守恒?為什么?4、爆炸時(shí)火藥的作用力是否屬外力?5、若動(dòng)量守恒，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么?6、試求出另一塊的速度v2解: 取炸裂前速度v的方向?yàn)檎较颍?根據(jù)動(dòng)量守恒定律，可得m1v1+(m - m1)v2= mv 解得:根據(jù)計(jì)算結(jié)果，回答下列問(wèn)題：1、試分析v2的方向。2、v2的方向能否和v1的方向相同？2、系統(tǒng)在某一方向上不受外力或者所受外力之和為零，則這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒例3：在水平軌道上放置一門質(zhì)量為m的炮 車，發(fā)射炮彈的質(zhì)量為m，炮車與軌道間摩 擦力不計(jì)，當(dāng)炮身與水平方向成角發(fā)射 炮彈時(shí)，炮彈相對(duì)于炮身的出口速度為v0， 試求炮車后退的速度有多大？思考：選定的研究對(duì)象是什么？系統(tǒng)所受到的力有哪一些？在水平方向是否符合動(dòng)量守恒的條件？解:以v0在水平方向的分量為正方向,則炮彈對(duì)地的水平分速度為：vx=v0cos- v 據(jù)水平方向動(dòng)量守恒得： m(v0cos-v)-mv=0解得： 小結(jié):當(dāng)系統(tǒng)受到的合外力不為零時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)量不守恒，但系統(tǒng)在某一方向上不受外力或者所受外力之和為零時(shí)，則這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒，或者說(shuō)總動(dòng)量在該方向上的分量守恒。練1：質(zhì)量為 1 kg