高中物理选修3-5教学设计1：16.3 动量守恒定律教案.docx

高中物理选修3-5 PAGE PAGE 1 16.3动量守恒定律 三维教学目标 知识与技能： 1.理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围； 2.掌握运用动量守恒定律的一般步骤 过程与方法： 1.在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力； 2.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。 情感、态度与价值观： 1.培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。 2.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：动量守恒定律和运用动量守恒定律的一般步骤 教学难点：动量守恒的条件和动量守恒定律的应用。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。 教学过程： （一）引入新课 上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。 （二）进行新课 1、系统 内力和外力 （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力。 （3）外力：外物对系统内物体的作用力。 （4）说明：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。 2、动量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，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）公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ （3）注意点： ① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）； ② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； ③ 同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的）； ④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒。 思考与讨论： 例1：如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。 分析：此题重在引导学生针对不同的对象（系统），对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。 A A B 子弹从碰到木块到进入木块的时间很短，弹簧未被压缩，这个过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒。 子弹和木块一起压缩弹簧的过程中，三者组成的系统动量不守恒。 在学习物理的过程中，重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。 例2：质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度？ [解析]取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。规定小孩初速度方向为正，则： 相互作用前：v1=8m/s，v2=0，设小孩跳上车后他们共同的速度速度为v′，由动量守恒定律得m1v1=(m1+m2) v′解得 数值大于零，表明速度方向与所取正方向一致。 3．动量守恒定律与牛顿运动定律 师：给出问题（投影教材11页第二段） 学生：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。 （教师巡回指导，及时点拨、提示） 推导过程： 根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是 ， 根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即 F1= - F2 所以 碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有 ， 代入并整理得 这就是动量守恒定律的表达式。 教师点评：动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。（另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。）从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。（2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的）。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把