教學(xué)重點:重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。
教學(xué)難點:難點是動量守恒定律的理解。
教 具:1.氣墊導(dǎo)軌、光門和光電計時器,已稱量好質(zhì)量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。
教學(xué)過程:
前面已經(jīng)了動量定理,下面再來研究兩個發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng),在不受外力的情況下,二者發(fā)生相互作用前后各自的動量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?
1. 從生活現(xiàn)象引入:兩個同學(xué)靜止在滑冰場上,總動量為0,用力推開后,總動量為多少?(接下來通過實驗建立模型分析)
2. 實驗:
1) 準(zhǔn)備 : 在已調(diào)節(jié)水平的氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量相等的滑塊,用細線連在一起處于被壓縮狀態(tài)
2) 解說實驗操作過程
3) 實際操作
4) 實驗結(jié)論:兩個物體在相互作用的過程中,它們的總動量是一樣的
3. 理論推導(dǎo)總結(jié)出動量守恒定律并分析成立條件
1) 推導(dǎo):
碰撞之前總動量:P=P1+P2=m1υ1+m2υ2
碰撞之后總動量:P'=P1'+P2'=m1υ1'+m2υ2'
碰撞過程:F1·t= m1υ1'- m1υ1
F2·t= m2υ2'- m2υ2
由牛三定律有:F1·t=- F2·t
m1υ1'- m1υ1= -(m2υ2'- m2υ2 )
整理: m1υ1+m2υ2=m1υ1'+m2υ2'
即:P= P'
2) 引入概念:
1.系統(tǒng):相互作用的物體組成系統(tǒng)。
2.外力:外物對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力
3.內(nèi)力:系統(tǒng)內(nèi)物體相互間的作用力
分析得到上述兩球碰撞得出的結(jié)論的條件:
兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(系統(tǒng)的內(nèi)力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,使它們彼此平衡。桌面與兩球間的滾動摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
結(jié)論:相互作用的物體所組成的系統(tǒng),如果不受外力作用,或它們所受外力之和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結(jié)論叫做動量守恒定
4.動量守恒定律
1)內(nèi)容:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變
2)注意點:
① 研究對象:系統(tǒng)(注意系統(tǒng)的選取)
② 區(qū)別: 高中生物 a.外力的和:對系統(tǒng)或單個物體而言
b.合外力:對單個物體而言
③ 內(nèi)力沖量只改變系統(tǒng)內(nèi)物體的動量,不改變系統(tǒng)的總動量
④ 矢量性(即不僅對一維的情況成立,對二維的情況也成立,例如斜碰)
⑤ 同一性(參考系的同一性,時刻的同一性)
⑥ 作用前后,作用過程中,系統(tǒng)的總動量均保持不變
5.分析動量守恒定律成立條件:
b) F合=0(嚴格條件)F內(nèi) 遠大于F外(近似條件)某方向上合力為0,在這個方向上成立
6.適用范圍(比牛頓定律具有更廣的適用范圍:微觀、高速)
7.小結(jié)
4.練習(xí)題 質(zhì)量為30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一輛靜止在水平軌道上的平板車,已知平板車的80kg,求小孩跳上車后他們共同的速度。
5. 思考:子彈打進與固定于墻壁的彈簧相連的木塊,子彈與木塊作為一個系統(tǒng)動量守恒否?
作業(yè):課課練之課時四,其中第2、11題做在作業(yè)本上
教學(xué)效果分析:
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