高中物理第1章碰撞与动量守恒1.1探究动量变化与冲量的关系学案沪科版选修3_5
动量与冲量教案碰撞实验和动量守恒定律
动量与冲量教案碰撞实验和动量守恒定律
在学习物理学的过程中,我们经常会遇到动量与冲量这两个概念。
本篇文章将通过教案的方式,介绍动量与冲量的实验和动量守恒定律,以帮助读者更好地理解这些内容。
实验一:简单碰撞实验
实验目的:通过简单碰撞实验,了解动量守恒定律的基本原理。
实验材料:
1. 平滑水平桌面
2. 两个带有弹性碰撞器的小车
3. 测量尺
4. 计时器
实验步骤:
1. 在平滑水平桌面上放置两个小车,使它们相距一定的距离。
2. 将其中一个小车推动起来,让其撞向另一个小车。
3. 使用计时器测量碰撞前后两个小车的速度,并记录下观察结果。
4. 使用测量尺测量碰撞前后两个小车的位移,并记录下观察结果。
实验结果和讨论:
通过实验可以观察到,在碰撞前,一个小车的速度较高,而另一个
小车的速度较低。当它们发生碰撞后,速度发生了改变。根据观察结
果可知,在碰撞前后,两个小车的总动量始终保持不变,即动量守恒
定律成立。
实验二:车辆碰撞实验
实验目的:通过车辆碰撞实验,进一步探究动量与冲量的关系,并
应用动量守恒定律解释观察结果。
实验材料:
1. 具有弹性碰撞器的两辆小车
2. 长直路段
3. 测速仪器
实验步骤:
1. 将两辆小车放置在长直路段的起始位置,它们应该面对面相距一
定的距离。
2. 先推动一辆小车,让其沿直线方向前进一段距离。
3. 等待第一辆小车停下后,再推动第二辆小车使其与第一辆小车发
生碰撞。
4. 使用测速仪器测量碰撞前后两辆小车的速度,并记录下观察结果。
实验结果和讨论:
在实验过程中,可以观察到碰撞前后两辆小车的速度发生了变化。
(沪科版)高中物理选修3-5教师用书:第1章 1.1探究动量变化与冲量的关系 含解析
11探究动量变化与冲量的关系
学习目标
1.理解动量的概念;知道动量和动量的变化量
均为矢量;会计算一维情况下的动量的变化量
.(重点)
2.知道冲量的概念,知道冲量是矢量.(重点)
3.理解动量定理的确切含义,掌握其表达式
.(重点)
4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等现象.(难
点)
知识脉络
动量和冲量
[先填空]
1.冲量
(1)定义
力和力的作用时间的乘积Ft.
(2)公式
【提示】动量是矢量,动能是标量,动量和动能分别从不同的角度描述了物体的运动效果.
[核心点击]
1.动量的性质
(1)瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv表示.
(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同.
(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关.
2.冲量的性质
(1)过程量:冲量描述的是力的作用对时间的积累效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.
(2)矢量性:冲量的方向与力的方向相同,与相应时间内物体动量变化量的方向相同.
3.动量的变化量:是矢量,其表达式Δp=p2-p1为矢量式,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算.
4.动量和动能的比较
动量动能
物理意义描述机械运动状态的
物理量
定义式 p =m v E k =1
2m v 2
标矢性 矢量 标量 变化决定因素 物体所受冲量 外力所做的功
换算关系
p =2mEk ,E k =p2
2m
1.(多选)关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
1.1 探究动量变化与冲量的关系
动量与动能有什么区别?
动量 动能 矢量 p=mv Ek= mv2/2 标量
-6kg· m/s
33J
kg· m/s (N· S) 若速度变化,则Δp一定不为零 kg· m2/s2(J) 若速度变化,ΔEk可能为零
以后的学习中还会学到动量 与动能的区别,请及时总结。
动量与动能间量值关系: p 2mEK
FN
mg 正方向
问题10:“家庭作业与活动2”思考:如何利用动量定理解题?
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象:一般为单个物体;
2、明确物理过程:受力分析,求出合外力的冲量; 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量; 4、选定正方向,确定在物理过程中研究对象的动量的变化; 5、根据动量定理列方程,统一单位后代入数据求解。
问题9:阅读课本,你对动量定理(theorem of momentum) 有哪些认识呢? 动量定理的适用范围 1、动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力,对于 变力,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值; 2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题,还可以解决曲线 运动中的有关问题,将较难的计算问题转化为较易的计算问题; 3、动量定理不仅适用于宏观低速物体,也适用于微观现象和变速运 动问题。 动量定理的优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。
问题4:对冲量(impulse)理解与计算?
高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第1节 碰撞教学案 5
第1节碰__撞
(对应学生用书页码P1)
一、碰撞现象
1.碰撞
做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用,运动状态发生改变的过程。
2.碰撞特点
(1)时间特点:在碰撞过程中,相互作用时间很短。
(2)相互作用力特点:在碰撞过程中,相互作用力远远大于外力。
(3)位移特点:在碰撞过程中,物体发生速度突变时,位移极小,可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。
试列举几种常见的碰撞过程。
提示:棒球运动中,击球过程;子弹射中靶子的过程;重物坠地过程等。
二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化
1.实验器材
气垫导轨,数字计时器、滑块和光电门,挡光条和弹簧片等。
2.探究过程
(1)滑块质量的测量仪器:天平。
(2)滑块速度的测量仪器:挡光条及光电门。
(3)数据记录及分析,碰撞前、后动能的计算。
三、碰撞的分类
1.按碰撞过程中机械能是否损失分为:
(1)弹性碰撞:碰撞过程中动能不变,即碰撞前后系统的总动能相等,E k1+E k2=E k1′+
E k2′。
(2)非弹性碰撞:碰撞过程中有动能损失,即动能不守恒,碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。
E k1′+E k2′<E k1+E k2。
(3)完全非弹性碰撞:碰撞后两物体黏合在一起,具有相同的速度,这种碰撞动能损失最大。
2.按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一条直线可分为:
(1)对心碰撞(正碰):碰撞前后,物体的运动方向沿同一条直线。
(2)非对心碰撞(斜碰):碰撞前后,物体的运动方向不在同一直线上。(高中阶段只研究正碰)。
(对应学生用书页码P1)
探究一维碰撞中的不变量
1.探究方案方案一:利用气垫导轨实现一维碰撞 (1)质量的测量:用天平测量。
高二物理选修3-5-全套教案
第一章动量守恒研究
新课标要求
(1)探究物体弹性碰撞的一些特点,知道弹性碰撞和非弹性碰撞;
(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题,知道动量守恒定律的普遍意义;
例1:火箭的发射利用了反冲现象。
例2:收集资料,了解中子是怎样发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。
(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理
三维教学目标
1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;
2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;
3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
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。
1、动量及其变化
(1)动量的定义:
物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv 单位:kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点:
①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。
大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
1-1_探究动量变化和冲量的关系-沪科版
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度υ0; (2)木板的长度L.
解析:(1)在瞬时冲量的作用时,木板A受水平面和小物块B的摩擦力的 冲量均可以忽略.取水平向右为正方向,对A由动量定理, 有:I = mAυ0代入数据得:υ0 = 3.0m/s
求:(2)木板的长度L.
SB
SA
(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力大小分别为FfAB、FfBA、FfCA, B在A上滑行的时间为t,B离开A时A的速度为υA,B的速度为υB.A、B 对C位移为sA、sB. 对A由动量定理有:—(FfBA+FfCA)t = mAυA-mAυ0 对B由动理定理有:FfABt = mBυB 其中由牛顿第三定律可得FfBA = FfAB,另FfCA =μ(mA+mB)g 对A由动能定理有:-(FfBA+FfCA)sA =(mAυA2/2) -m υ2/2 A 0 对B由动能定理有:FfA Bf sB = mBυ 2 /2 B
v1 2 gh1 8m 竖直向下,取为负
v2 2 gh2 10m 竖直向上,取为正
mv2 mv1 ( FN mg )t mv2 mv1 FN mg 1500 N t
例、如图,用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里去,打击时铁锤的速度 v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为零,打击的作用时间是0.01s, 求铁锤钉钉子的平均作用力。
沪科版高中物理
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篇一:沪科版高中物理目录
必修一
开篇激动人心的万千体验1、物理学——理性的追求2、物理学——人类文明的3、学物理——探究求真第一章怎样描述物体的运动1、走近运动
2、怎样描述运动的快慢
3、怎样描述运动的快慢第四章能量守恒与可持续发展1、势能的变化与机械功2、研究机械能守恒定律3、能量的转化与守恒
4、能源与可持续发展第五章万有引力与航天1、从托勒密到开普勒2、万有引力定律是怎样发3、万有引力定律的案例分4、怎样描述速度变化的快第二章研究匀变速直线运动的规律 1、伽利略对落体运动的研2、自由落体运动的规律 3、匀变速直线运动的规律 4、匀变速直线运动规律的第三章力与相互作用
1、牛顿第三定律
2、形变的力
3、摩擦力
4、分析物体的受力情况第四章怎样求合力与分力 1、怎样求合力 2、怎样分解力
3、共点力的平衡及其应用第五章研究力和运动的关系 1、牛顿第一定律 2、牛顿第二定律 3、牛顿运动定律的案例分
4、超重和失重
必修二
第一章怎样研究抛体运动 1、飞机投弹和运动的合成 2、平抛运动的规律 3、研究斜抛运动第二章研究圆周运动 1、怎样描述圆周运动 2、怎样研究匀速圆周运动 3、圆周运动的案
例分析 4、研究离心现象及应用第三章动能的变化与机械功1、探究动能变化跟功的关
2、动能定理的案例分析
3、研究功与功率
4、飞出地球去
第六章经典力学与现代物理 1、经典力学的巨大成就和 2、狭义相对论的基本原理 3、爱因斯坦心目中的宇宙 4、微观世界与量子论选修1-1
第一章从富兰克林到库仑 1.1从闪电谈起 1.2电学中的第一个定律 1.3物质的又一种形态 1.4静电与生活
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必修一
开篇激动人心的万千体验
1、物理学——理性的追求
2、物理学——人类文明的
3、学物理——探究求真
第一章怎样描述物体的运动
1、走近运动
2、怎样描述运动的快慢
3、怎样描述运动的快慢
4、怎样描述速度变化的快
第二章研究匀变速直线运动的规律
1、伽利略对落体运动的研
2、自由落体运动的规律
3、匀变速直线运动的规律
4、匀变速直线运动规律的
第三章力与相互作用
1、牛顿第三定律
2、形变的力
3、摩擦力
4、分析物体的受力情况
第四章怎样求合力与分力
1、怎样求合力
2、怎样分解力
3、共点力的平衡及其应用
第五章研究力和运动的关系
1、牛顿第一定律
2、牛顿第二定律
3、牛顿运动定律的案例分
4、超重和失重
必修二
第一章怎样研究抛体运动
1、飞机投弹和运动的合成
2、平抛运动的规律
3、研究斜抛运动
第二章研究圆周运动
1、怎样描述圆周运动
2、怎样研究匀速圆周运动
3、圆周运动的案例分析
4、研究离心现象及应用
第三章动能的变化与机械功
1、探究动能变化跟功的关
2、动能定理的案例分析
3、研究功与功率
第四章能量守恒与可持续发展1、势能的变化与机械功
2、研究机械能守恒定律
3、能量的转化与守恒
4、能源与可持续发展
第五章万有引力与航天
1、从托勒密到开普勒
2、万有引力定律是怎样发
3、万有引力定律的案例分
4、飞出地球去
第六章经典力学与现代物理
1、经典力学的巨大成就和
2、狭义相对论的基本原理
3、爱因斯坦心目中的宇宙
4、微观世界与量子论
物理沪科版选修3-5学案:第1章1.1探究动量变化与冲量的关系含解析
1.1 探究动量变化与冲量的关系
能定理的区别.
一、动量和冲量 动量定理 1.冲量
在物理学中,物体受到的力和力的作用时间的乘积,叫做力的冲量.用公式表示为I =Ft ,冲量是矢量,它的方向跟力的方向相同。在国际单位制中冲量的单位是牛·秒,符号是N·s .
2.动量
物体的质量和速度的乘积叫动量,用公式表示为p =mv ,动量是矢量,它的方向跟物体的速度方向相同。在国际单位制中,动量的单位是千克·米/秒,符号是kg·m/s .
3.动量定理
物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,这个结论叫动量定理。 预习交流1
思考与讨论:如果我们想把铁钉钉入墙壁、木板时要有铁锤;但是房屋装修师傅在铺瓷砖时却必须用橡皮锤.这是为什么呢?
答案:铁锤与铁钉作用时间短,作用力大,便于把铁钉钉入墙壁、木板;橡皮锤与瓷砖作用时间长
,作用力小
,不至于损坏瓷砖.
二、动量定理的应用
1.在物体的动量变化一定的情况下,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.
2.在作用力一定的情况下,力的作用时间越长,动量变化就越大;力的作用时间越短,动量变化就越小。 预习交流2
想一想:玻璃杯从同一高度落下,如果落在水泥地上水杯会摔碎;如果是落在海绵垫子上水杯会安然无恙。为什么会出现这种现象?
答案:玻璃杯从同一高度落下,落到水泥地上和海绵垫子上时的速度相同,最后速度都变为零,故动量变化Δp 相同,由动量定理I =Δp 知,两种情况下玻璃杯受到的冲量相同,玻璃杯落在水泥地上时,与水泥地作用时间短,由F =错误!知,动量变化较快,受力大,容易碎;同理玻璃杯落在海绵垫子上时作用时间长,受力小.
动量定理教学设计
生日快乐简单短句祝福语录优秀9篇
生日快乐简单短句祝福语录篇一
1、但愿真正的快乐拥抱着你,在这属于你的特别的一天,祝你生日快乐!
2、无论你已经收到多少问候,我依然献上最诚挚的`祝愿:幸福一生,生日快乐!
3、诸葛亮出山前也没带过兵啊,你们凭啥要我有工作经验。祝自己生日快乐!
4、愿自己一生幸福,一生被爱,想要的拥有,得不到的都释怀。
5、愿我的祝福,如一缕灿烂的阳光,在你的眼里流淌,生日快乐!
6、岁月是一场有去无回的旅程,好的坏的都是风景,祝自己生日快乐。
7、生活就像万花筒,缤纷精彩,于是便有了那些所谓的快乐,幸福。祝自己生日快乐。
8、祝福一位美丽迷人、聪明大方、成熟端庄、又倍受赞叹的妙人儿,生日快乐。
9、正如玫瑰逗人喜爱,愿你的生日带给你愉快。
10、愿你一生努力,一生被爱,想要的都拥有,得不到的都释怀,只愿你被这世界温柔相待。
生日快乐简单短句经典句子篇二
1、在这特殊的日子里,我想说我真高兴,时光没有改变我们的友谊,祝我的生日其乐无穷。
2、层层绿意中,祝福一重重。祝我生日快乐!
3、愿我的祝福萦绕我,在我缤纷的人生之旅,在我飞翔的彩虹天空里。祝:生日快乐!天天好心情!永远靓丽!
4、亲爱的自己,这个世界只有回不去的而没有什么是过不去的。
5、在这属于你的日子里,祝我自己生日快乐愿你每一天都充满快乐、幸福、温馨与满足!
6、尽可多创造快乐去填满时间,哪可活活缚着时间来陪着快乐。祝自己生日快乐。
7、愿我在充满希望的季节中播种、在秋日的喜悦里收获!生日快乐!步步高升!
8、快乐没有本来就是坏的,但是有些快乐的产生者却带来了比快乐大许多倍的烦扰。祝自己生日快乐。
高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第3节 课时2 反冲现象与火箭的发射课件 教科版选修3-5
复习课件
高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第3节 课时2 反冲现象与火箭的发射课件 教科版选修3-5
1
课时2 反冲现象与火箭的发射
学习目标
素养提炼
1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例. 2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题. 3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.
1 个原理——反冲运动原理 1 个应用——火箭
[解析] (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,初始状态系统总动量为零. 以橡皮塞运动的方向为正方向 根据动量守恒定律得 mv+(M-m)v′=0 则 v′=-M-m mv=-3-0.10.1×2.9 m/s=-0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是 0.1 m/s.
(M-3m)v3-mv=(M-2m)v2, 所以 v3=M3-m3vm=3×300-.23××100.200 m/s≈20 m/s.
解法二 选取整体为研究对象,运用动量守恒定律求解. 设喷出三次气体后火箭的速度为 v3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守 恒定律得 (M-3m)v3-3mv=0,所以 v3=M3-m3vm≈20 m/s. [答案] 20 m/s
[解析] 解法一 喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反,系统动量守恒. 第一次气体喷出后,火箭速度为 v1,有(M-m)v1-mv=0,所以 v1=Mm-vm; 第二次气体喷出后,火箭速度为 v2,有(M-2m)v2-mv=(M-m)v1, 所以 v2=M2-m2vm; 第三次气体喷出后,火箭速度为 v3,有
高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 习题课2 动量和能量的综合应用学案 沪科版选修3-5.doc
习题课2 动量和能量的综合应用
[学习目标] 1.熟练掌握动量守恒定律的运用.2.综合应用动量和能量观点解决力学问题.
图1
[导学探究] 如图1所示,质量为2 kg 的物体静止在与其之间动摩擦因数为μ=0.5的粗糙水平面上,现加一F =20 N 的水平恒力使之开始向右加速运动,求物体速度达到20 m/s 时,需要的时间t 和经过的位移s .(请分别利用牛顿运动定律、动量定理和动能定理计算,重力加速度g =10 m/s 2
)
答案 对物体受力分析如图所示: 方法一:根据牛顿第二定律
F -μmg =ma v =at s =12
at 2
解得t =4 s ,s =40 m.
方法二:根据动量定理可得:(F -μmg )t =mv -0 解得:t =4 s.
根据动能定理可得:Fs -μmgs =12mv 2
-0
解得s =40 m.
[知识梳理] 解决力学问题的三个基本观点
(1)力的观点:主要是牛顿运动定律和运动学公式相结合,常涉及物体的受力、加速度或匀变速运动的问题.
(2)动量的观点:主要应用动量定理或动量守恒定律求解,常涉及物体的受力和时间问题,以及相互作用物体的问题.
(3)能量的观点:在涉及单个物体的受力和位移问题时,常用动能定理分析;在涉及系统内能量的转化问题时,常用能量守恒定律.
一、滑块—木板模型
1.把滑块、木板看做一个整体,摩擦力为内力,在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒.
2.由于摩擦生热,机械能转化为内能,系统机械能不守恒.应由能量守恒求解问题. 3.注意:若滑块不滑离木板,就意味着二者最终具有共同速度,机械能损失最多. 例1 如图2所示,C 是放在光滑水平面上的一块木板,木板的质量为3m ,在木板上表面有两块质量均为m 的小木块A 和B ,它们与木板间的动摩擦因数均为μ.最初木板静止,A 、B 两木块同时以相向的水平初速度v 0和2v 0滑上长木板,木板足够长,A 、B 始终未滑离木板也未发生碰撞.求:
2019_2020学年高中物理第1章碰撞与动量守恒1探究动量变化与冲量的关系精练(含解析)沪教版选修3_5
1.1 探究动量变化与冲量的关系
1.理解动量和冲量的概念.
2.理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力.(重点)
3.会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题.(重点+难点)
一、动量和冲量动量定理
1.冲量
(1)概念:力和力的作用时间的乘积Ft叫做冲量.
(2)公式:I=Ft.
(3)单位:国际单位制中是牛顿秒,符号是N·s.
(4)矢量性:冲量是矢量,它的方向与力的方向相同.
(5)物理意义:冲量是反映力对时间累积效应的物理量,力越大,时间越长,冲量就越大.
2.动量
(1)定义:物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量.
(2)定义式:p=mv.
(3)单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为:kg·m/s.
(4)矢量:由于速度是矢量,所以动量是矢量,它的方向与速度相同.
3.动量定理
(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化.
(2)公式:I=Δp或Ft=p′-p.
1.(1)物体的质量越大,动量一定越大.( )
(2)物体的速度大小不变,动量一定不变.( )
(3)物体动量大小相同,动能一定相同.( )
(4)动量和冲量的单位是等价的,所以二者是同一物理量的不同叫法.( )
提示:(1)×(2)×(3)×(4)×
二、动量定理的应用
1.物体的动量变化一定的情况下:力的作用时间越短,力就越大;作用时间越长,力就越小.
2.作用力一定的情况下:力的作用时间越长,动量的变化就越大;力的作用时间越短,动量变化就越小.
2.(1)用力推物体但没推动,则这个力对物体的冲量为零.( )
沪科教版高三物理选修3《探究动量守恒定律》评课稿
沪科教版高三物理选修3《探究动量守恒定律》评课稿
一、引言
本文是针对沪科教版高中三年级物理选修3《探究动量守恒定律》课程的评课稿。本课程旨在通过学习动量守恒定律,进一步加深学生对动量守恒定律的理解和应用。通过对本节课的全面分析与评价,旨在为课程的改进和提升提供有益的参考。本评课稿从教材内容的布局、教学目标的设定、教学方法的选择、教学资源的使用以及教学评价的建立等方面进行评述。
二、课程内容布局与设计
课程设计清晰明确,布局合理有序。整个课程分为导入、
知识讲解、实验探究和知识总结等环节。
在导入部分,教师通过引发学生对运动和碰撞的思考,激
发学生的学习兴趣,提出学习目标,并激发起学生的思考。同时,导入部分还引用了相关动画和真实生活案例,使学生更易于理解和接受。
在知识讲解部分,教师通过简明扼要地介绍动量守恒定律
的定义,并通过实际案例进一步讲解动量守恒定律的重要性和应用。此外,教师还通过比较讲解了动量守恒定律与动能定律之间的联系和区别,有助于学生深入理解动量守恒定律的本质。
在实验探究部分,教师设计了一系列小组实验,让学生通
过实际操作来深入探究动量守恒定律。实验设计简单易行,合理安全,并能有效地激发学生的学习兴趣。实验过程中,学生需要观察、记录数据、分析实验结果,并结合课堂所学知识来解释实验现象,有助于学生巩固和应用所学的动量守恒定律。
在知识总结部分,教师通过归纳总结的形式,对学生在本
节课中掌握的动量守恒定律进行概括,并提出相关问题,引发学生的思考和讨论。
三、教学目标
教学目标明确,能够帮助学生充分理解和掌握动量守恒定
高中物理 第1章 动量守恒研究 实验 验证动量守恒定律教学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高二选修3-5
实验验证动量守恒定律
一、实验目的
验证碰撞中的动量守恒.
二、实验原理
1.质量为m1和m2的两个小球发生正碰,假设碰前m1运动,m2静止,根据动量守恒定律应有:m1v1=m1v1′+m2v2′.
2.因小球从斜槽上滚下后做平抛运动,由平抛运动知识可知,只要小球下落的高度相同,在落地前运动的时间就相同.那么小球的水平速度假设用飞行时间作时间单位,在数值上就等于小球飞出的水平距离.所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离,代入公式,即m1OP=m1OM+m2ON.假设在实验误差允许X围内成立,就验证了两小球组成的系统碰撞前后总动量守恒.式中OP、OM和ON的意义如下图.
三、实验器材
斜槽,大小相等质量不同的小钢球两个,重垂线一条,白纸,复写纸,天平一台,刻度尺,圆规,三角板.
四、实验步骤
1.用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为碰撞球.
2.按照图所示安装实验装置,调整固定斜槽,调整时应使斜槽末端水平.
3.白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好,记下重垂线所指的位置O.
4.不放被碰小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次,用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.5.
把被碰小球放在槽口上,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复
实验10次.用步骤4的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N,如下图.
6.连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度,将测量数据填入表中,最后代入m1OP=m1OM +m2ON,看在误差允许的X围内是否成立.
1.1探究动量变化与冲量的关系 学案(2020年沪科版高中物理选修3-5)
1.1探究动量变化与冲量的关系学案(2020
年沪科版高中物理选修3-5)
11探究动量变化与冲量的关系探究动量变化与冲量的关系学习目标
1.理解冲量和动量的定义.公式.单位及矢量性.
2.理解动量定理及其表达式.
3.能够利用动量定理解释有关现象,解决有关实际问题
一.动量和冲量导学探究在激烈的橄榄球赛场上,一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上了高大结实的对方运动员,自己被碰倒在地,而对方却几乎不受影响,这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关1若质量为60kg的运动员包括球以5m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大方向如何若他以大小不变的速率做曲线运动,他的动量是否变化2若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零,他的动量的变化量的大小动量的变化量方向如何答案1动量是300kgm/s方向向东做曲线运动时他的动量变化了,因为方向变了2300kgm/s方向向西知识梳理1动量1定义物体的质量m和速度v的乘积mv.2公式pmv.单位kgm/s.3动量的矢量性动量是矢填“矢”或“标”量,方向与速度的方向相同4动量是状态量进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态时刻的动量5动量具有相对性由于速度与参考系的选择有关,因此
动量具有相对性,一般以地面为参考系2冲量1冲量的定义式IFt.2冲量是过程填“过程”或“状态”量,反映的是力在一段时间内的积累效应,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量3冲量是矢填“矢”或“标”量,若是恒力的冲量,则冲量的方向与该恒力的方向相同即学即用判断下列说法的正误1一个物体质量不变的动量改变,它的动能一定改变2一个物体质量不变的动能改变,它的动量一定改变3力越大,力对物体的冲量越大
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1.1 探究动量变化与冲量的关系
[学习目标] 1.理解冲量和动量的定义、公式、单位及矢量性.2.理解动量定理及其表达式.3.能够利用动量定理解释有关现象,解决有关实际问题.
一、动量和冲量
[导学探究] 在激烈的橄榄球赛场上,一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上高大结实的对方运动员,自己被碰的人仰马翻,而对方却几乎不受影响…….这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关,而且与质量有关.
(1)若质量为60 kg的运动员(包括球)以5 m/s的速度向东奔跑,他的动量是多大?方向如何?若他以大小不变的速率做曲线运动,他的动量是否变化?
(2)若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零,他的动量的变化量多大?动量的变化量方向如何?
答案(1)动量是300 kg·m/s,方向向东;做曲线运动时他的动量变化了,因为方向变了.(2)—300 kg·m/s,方向向西.
[知识梳理] 动量和动量的变化量
1.动量
(1)定义:物体的质量m和速度v的乘积mv.
(2)公式:p=mv.
单位:kg·m/s.
(3)动量的矢量性:动量是矢(填“矢”或“标”)量,方向与速度的方向相同.
(4)动量是状态量:进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量.
(5)动量具有相对性:由于速度与参考系的选择有关,一般以地球为参考系.
2.冲量
(1)冲量的定义式:I=Ft.
(2)冲量是过程(填“过程”或“状态”)量,反映的是力在一段时间内的积累效应,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量.
(3)冲量是矢(填“矢”或“标”)量,若是恒力的冲量,则冲量的方向与力F的方向相同.[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)质量大的物体的动量一定大.( ×)
(2)动量相同的物体,运动方向一定相同.( √)
(3)质量和速率都相同的物体的动量一定相同.( × )
(4)冲量是矢量,其方向与合外力的方向相同.( √ )
(5)力越大,力对物体的冲量越大.( × )
(6)不管物体做什么运动,在相同的时间内重力的冲量相同.( √ )
二、动量定理
[导学探究] 1.在日常生活中,有不少这样的事例:
跳远时要跳在沙坑里;
跳高时在下落处要放海绵垫子;
从高处往下跳,落地后双腿往往要弯曲;
轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡胶轮胎……
这样做的目的是为了什么?
答案 为了缓冲以减小作用力.
2.如图1所示,假定一个质量为m 的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力F ,在F 的作用下,经过时间t ,物体的速度从v 变为v ′,应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量Δp 与恒力F 及作用时间t 的关系.
图1
答案 该物体在碰撞过程中的加速度a =
v ′-v t ① 根据牛顿第二定律F =ma ②
由①②得F =m v ′-v t
整理得:Ft =m (v ′-v )=mv ′-mv
即Ft =Δp .
[知识梳理]
1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化.
2.公式:I =Ft =Δp .其中F 为物体受到的合外力.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合外力一定不为零.( √ )
(2)物体受到的合力的冲量越大,它的动量变化量一定越大.( √ )
(3)动量变化量为正,说明它的方向与初始时动量的方向相同.( × )
一、动量的理解
1.动量p =mv, 描述物体运动状态的物理量.是矢量,方向与速度的方向相同.
2.动量p =mv 与动能E k =12
mv 2的区别 (1)动量是矢量,而动能是标量.
(2)当速度发生变化时,物体的动量发生变化,而动能不一定发生变化.
例1 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s ,假设球飞来的速度为50 m/s ,运动员将球以100 m/s 的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g ,试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量.
答案 (1)1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反
(2)37.5 J
解析 (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则
p 1=mv 1=10×10-3×50 kg·m/s=0.5 kg·m/s.
p 2=mv 2=-10×10-3×100 kg·m/s=-1 kg·m/s
所以动量的变化量Δp =p 2-p 1=-1 kg·m/s-0.5 kg·m/s=-1.5 kg·m/s.
即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反.
(2)羽毛球的初动能:E k =12mv 21=12.5 J ,羽毛球的末动能:E k ′=12
mv 22=50 J .所以ΔE k =E k ′-E k =37.5 J.
动量与动能的区别与联系
(1)区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两个物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.
(2)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为E k =p 2
2m
或p =2mE k . 二、冲量及冲量的计算
1.求冲量大小时,一定要注意是哪一个力在哪一段时间内的冲量,只要力不为零,一段时间内的冲量就不为零.
2.公式I =Ft 只适合于计算恒力的冲量,若是变力的冲量,可考虑用以下方法求解:
(1)用动量定理I =mv ′-mv 求冲量.