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(完整word版)高中物理选修3-5全套教案

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16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法.2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。

★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子.师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师:物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒).(二)进行新课1.实验探究的基本思路1.1 一维碰撞师:我们只研究最简单的情况—-两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动.这种碰撞叫做一维碰撞.课件:碰撞演示如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.如两球的质量m A=m B,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;如果m A>m B,碰后A、B两球一起向右摆动;如果m A 〈m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师:在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度.设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 规定某一速度方向为正.碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”. ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们追寻的不变量. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师:测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。

人教版高中物理选修3-5知识点汇总_一册全_

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人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。

2.相互作用力极大,即内力远大于外力。

3、速度都发生变化。

一、实验的基本思路1、一维碰撞:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动。

2、猜想与假设:一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。

例如两个物体可能碰后分开,也可能粘在一起不再分开。

二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的?即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动。

在固定的轨道上做实验——气垫导轨。

②怎样测量物体的质?用天平测量。

③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识,如利用匀速运动、平抛运动,并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。

④数据处理:列表。

参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。

参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时,可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时,可以选用参考案例三。

参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。

实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。

16.2动量定理一、动量1、定义:把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p,用公式表示为p = mʋ2、单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号是kg•m/s3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的方向与该时刻速度的方向相同。

4、注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。

5、动量的变∆p①某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量p',跟初状态的动量p的矢量差,称为动量的变化(或动量的增量),即p = p' - p。

高中物理3一5教案

高中物理3一5教案

高中物理3一5教案课题:激光教学目标:1. 了解激光的基本概念和特性;2. 掌握激光的产生原理和工作原理;3. 能够说明激光在不同领域的应用。

教学重点:1. 激光的特性;2. 激光的产生原理;3. 激光的应用。

教学难点:1. 激光的工作原理;2. 激光在不同领域的应用。

教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾以前学过的关于光的知识,让学生思考光有哪些特性。

2. 引出激光的概念,让学生猜想激光与普通光有何不同。

二、激光的基本概念和特性(10分钟)1. 给出激光的定义,解释激光的特性,如单色性、准直性、相干性等。

2. 通过实例讲解激光与普通光的区别。

三、激光的产生原理(15分钟)1. 分别介绍激光的产生原理,包括受激辐射和放大原理。

2. 讲解激光发射过程中能级跃迁的过程,引导学生理解激光的产生过程。

四、激光的工作原理(15分钟)1. 通过图示和实例讲解激光器的工作原理,包括激发、放大和反射过程。

2. 引导学生理解如何实现特定波长和能量的激光输出。

五、激光的应用(10分钟)1. 介绍激光在不同领域的应用,如医疗、通信、加工等。

2. 引导学生思考如何应用激光技术解决实际问题。

六、小结(5分钟)1. 总结本节课的重点内容,强化学生对激光的理解。

2. 提出问题让学生思考,鼓励他们在课后继续学习激光相关知识。

教学反思:在设计这节课的教学过程中,我尽量将抽象的概念转化为具体的实例,让学生更容易理解和接受新知识。

但是在教学难点部分,还需要进一步完善,留下更多的例子和练习,以帮助学生更好地掌握激光的工作原理和应用。

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版

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物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv。

单位是skg .动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的,所以m动量也是相对的。

2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题:①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。

④动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和,而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较:①动量是矢量, 动能是标量。

高中物理选修3-5全套教案(人教版)

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16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。

2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。

★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子.师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师:物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒).(二)进行新课 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞师:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动.这种碰撞叫做一维碰撞. 课件:碰撞演示如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞,碰后B 球摆幅为β角.如两球的质量m A =m B ,碰后A 球静止,B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度;如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A <m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师:在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度. 设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 规定某一速度方向为正.碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系,我们可以做如下猜测: (1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+(3)22112211m v m v m v m v '+'=+分析:①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”.②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们追寻的不变量. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师:测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。

高中物理 《冲量》教案 新人教版选修3-5

高中物理 《冲量》教案 新人教版选修3-5

冲量和动量教学目标一、知识目标1. 理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是矢量。

2、理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是标量。

3、知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量变化二、能力目标1、会计算力的冲量和物体的动量。

2、会计算一维情况下动量的变化。

三、德育目标培养学生的创造思维能力,建立正确的认识论的方法论。

四、教学重点1、冲量和动量的概念;2、冲量和动量的正确计算。

五、教学难点1、对冲量和动量概念的理解;2、动量变化的计算。

六、教学方法1、通过举例、推导、归纳,讲解综合教法得到冲量和动量的概念。

2、通过例题的分析,使学生学会求解物体动量的变化。

教学过程一、导入新课前面几章我们主要应用牛顿运动定律研究了物体的运动,但对于有些物体的运用直接应用牛顿运动定律就发生了困难。

(请同学们观看录像片资料中的碰撞、爆炸、打击、反冲等问题)同学们分析一下这几类问题有什么共同特点?学生回答后教师小结:同学们回答得很好。

这几类问题中物体间作用时间都很短,作用力很大,而且作用力随时间都在不断地变化,并用变化规律很难确定。

因些直接应用牛顿运动定律就发生了困难。

物理学家在研究这些问题时,引入了动量的概念研究了与动量有关的规律,确立了动量守恒定律。

就用有关动量的知识,这些问题就容易解决了。

这一节课我们就来学习第一节—冲量和动量。

(出示课题)二、新课教学(一)冲量1、用多媒体出示下列问题:一个静止的质量m=2kg的物体受到F=10N的水平恒力作用,问:1、经过时间t=4s物体的速度v变为多大?(v=20m/s)2、如果要使此物体的速度从静止开始在t´=1s的时间内速度达到v , 则应将作用力变为多大?(F=40N)学生给出答案后,询问解题方法。

解:物体在力F的作用下得到的加速度为a= ;经时间t,据v=at= t。

3、拓展分析把v= t。

整理可得Ft=mv,由此我们得到:对于一个原来静止的物体(v0=0,m一定),要使它获得一定的速度,你可采用哪些方法?学生答:a、可以用较大的力作用较短的时间;b、可以用较小的力作用较长的时间。

人教版高中物理选修3-5全册教案

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教学过程一、一般意义上的碰撞如图所示,光滑水平面上两个质量分别为m1、m2小球相碰。

这种碰撞可分为正碰和斜碰两种,在高中阶段只研究正碰。

正碰又可分为以下几种类型:1、完全弹性碰撞:碰撞时产生弹性形变,碰撞后形变完全消失,碰撞过程系统的动量和机械能均守恒2、完全非弹性碰撞:碰撞后物体粘结成一体或相对静止,即相互碰撞时产生的形变一点没有恢复,碰撞后相互作用的物体具有共同速度,系统动量守恒,但系统的机械能不守恒,此时损失的最多。

3、一般的碰撞:碰撞时产生的形变有部分恢复,此时系统动量守恒但机械能有部分损失。

例:在光滑水平面上A、B两球沿同一直线向右运动,A追上B发生碰撞,碰前两球动量分别为smkgPA/12⋅=、smkgPB/13⋅=,则碰撞过程中两物体的动量变化可能的是()A、smkgPA/3⋅-=∆,smkgPB/3⋅=∆B、smkgPA/4⋅=∆,smkgPB/4⋅-=∆C、smkgPA/5⋅-=∆,smkgPB/5⋅=∆D、smkgPA/24⋅-=∆,smkgPB/24⋅=∆[析与解]:碰撞中应遵循的原则有:1、统动量守恒原则:即0=∆+∆BAPP。

此题ABCD选项均符合2、物理情景可行性原则:(1)、碰撞前,A追上B发生碰撞,所以有碰前BAvv>(2)、碰撞时,两球之间是斥力作用,因此前者受到的冲量向前,动量增加;后者受到的冲量向后,动量减小,既0<∆AP,0>∆BP。

此题B选项可以排除(3)、碰撞后,A球位置在后,所以有''BAvv>3、系统能量守恒原则:在碰撞中,若没有能量损耗,则系统机械能守恒;若能量有损失,则系统的机械能减小;而系统的机械能不可能增加。

一般而言,碰撞中的重力势能不变,所以有'+'=+KBKAKBKAEEEE。

此题中D选项可以排除。

综上所述,本题正确答案为(A、C)二、类碰撞中绳模型例:如图所示,光滑水平面上有两个质量相等的物体,其间用一不可伸长的细绳相连,开始B静止,A具有smkgPA/4⋅=(规定向右为正)的动量,开始绳松弛,那么在绳拉紧的过程中,A 、B 动量变化可能是( ) A 、s m kg P A /4⋅-=∆,s m kg P B /4⋅=∆ B 、s m kg P A /2⋅=∆,s m kg P B /2⋅-=∆ C 、s m kg P A /2⋅-=∆,s m kg P B /2⋅=∆ D 、s m kg P P B A /2⋅=∆=∆[析与解]:绳模型中两物体组成的系统同样要满足上述的三个原则,只是在第2个原则中,由于绳对两个小球施加的是拉力,前者受到的冲量向后,动量减小;后者受到的冲量向前,动量增加,当两者的速度相等时,绳子的拉力为零,一起做匀速直线运动。

(完整版)人教版高中物理选修3-5知识点总结

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人教版高中物理选修3-5知识点总结一.量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ(一)量子论1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文,标志着量子论的诞生。

2.量子论的主要内容:①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”,也就是说组成能量的单元是量子。

②物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的。

3.量子论的发展①1905年,爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。

②1913年,英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态,提出了一种量子化的原子结构模型,丰富了量子论。

③到1925年左右,量子力学最终建立。

4.量子论的意义①与量子论等一起,引起物理学的一场重大革命,并促进了现代科学技术的突破性发展。

②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘,深刻改变了人们对整个物质世界的认识。

③量子论成功的揭示了诸多物质现象,如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石,现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。

量子论的形成标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界;同时,在量子论的基础上发展起来的量子论学,极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。

(二)黑体和黑体辐射1.热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

①.物体在任何温度下都会辐射能量。

②.物体既会辐射能量,也会吸收能量。

物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。

辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。

此时温度恒定不变。

实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。

2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领,又有吸收外界辐射来的能量的本领。

人教版高中物理选修3-5教案(全册)

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物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律 16.1 动量守恒定律(一)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”。

①矢量性:动量的方向与速度方向一致。

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。

(2)动量的变化量:定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′,则称:△p= p ′-p 为物体在该过程中的动量变化。

强调指出:动量变化△p 是矢量。

方向与速度变化量△v 相同。

一维情况下:Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差 2.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 3.动量守恒定律(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。

公式:m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′(2)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;16.2动量守恒定律(二) 1.分析动量守恒定律成立条件有: 答:①F 合=0(严格条件) ②F 内 远大于F 外(近似条件)③某方向上合力为0,在这个方向上成立。

22112211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。

2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)分析题意,明确研究对象。

在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。

高中物理选修3-5全套教案(人教版)

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2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。

★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子.师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师:物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒).(二)进行新课1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞师:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动.这种碰撞叫做一维碰撞. 课件:碰撞演示如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞,碰后B 球摆幅为β角.如两球的质量m A =m B ,碰后A 球静止,B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度;如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A <m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师:在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度. 设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 规定某一速度方向为正.碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+(3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”.②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们追寻的不变量. 2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师:测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。

高中物理选修3-5全套教案

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16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。

2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。

★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课课件演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子.师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化.师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师:物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒).(二)进行新课 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞师:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动.这种碰撞叫做一维碰撞. 课件:碰撞演示如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞,碰后B 球摆幅为β角.如两球的质量m A =m B ,碰后A 球静止,B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度;如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A <m B ,碰后A 球反弹、B 球向右摆动. 师:以上现象可以说明什么问题?结论:以上现象说明A 、B 两球碰撞后,速度发生了变化,当A 、B 两球的质量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.1.2 追寻不变量师:在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度. 设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '. 规定某一速度方向为正.碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系,我们可以做如下猜测:(1)22112211v m v m v m v m '+'=+ (2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析:①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”.②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们追寻的不变量.2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1 实验必须保证碰撞是一维的,即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动;2.2 用天平测量物体的质量;2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度.师:测量物体的速度可以有哪些方法?生:讨论。

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物理选修3-5教案第十六章 动量和动量守恒定律16.1 动量守恒定律(一)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”。

①矢量性:动量的方向与速度方向一致。

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。

(2)动量的变化量:定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′,则称:△p= p ′-p 为物体在该过程中的动量变化。

强调指出:动量变化△p 是矢量。

方向与速度变化量△v 相同。

一维情况下:Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差2.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3.动量守恒定律(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。

公式:m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′(2)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;16.2动量守恒定律(二)1.分析动量守恒定律成立条件有:答:①F 合=0(严格条件)②F 内 远大于F 外(近似条件)③某方向上合力为0,在这个方向上成立。

22112211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。

2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)分析题意,明确研究对象。

在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。

(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。

在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。

(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。

注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。

例1、(2001年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b 跃出后小船的速度.解析:因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同。

设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v,取v0为正向,根据动量守恒定律,有(M+2m)v0=Mv+mv-mv解得:v=(1+Mm2)例2、如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)解析:乙与甲碰撞动量守恒: m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′小物体m在乙上滑动至有共同速度v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得m乙v乙′=(m+m乙)v对小物体应用牛顿第二定律得a=μg所以t=v/μg代入数据得t=0.4 s16.3用动量概念表示牛顿第二定律1.用动量概念表示牛顿第二定律假设一个物体在恒定的合外力作用下,做匀变速直线运动,在t 时刻初速度为v,在t′时刻的末速度为v′,试推导合外力的表达式。

v′v如图所示,由牛顿第二定律得,物体的加速度 vt v v a -'-'=合力F=ma t t p p t t mv v m v t v v m -'-'=-'-'=-'-'= 由于p p p -'=∆,t t t -'=∆ 所以,tp F ∆∆= (1) 结论:上式表示,物体所受合外力等于物体动量的变化率。

这就是牛顿第二定律的另一种表达式。

2.动量定理将(1)式写成 mv v m -')(t t F -'= (2)总结:表达式左边是物体从t 时刻到t ′时刻动量的变化量,右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。

(2)式表明,物体动量的变化量,不仅与力的大小和方向有关,还与时间的长短有关,力越大、作用时间越长,物体动量的变化量就越大。

)(t t F -'这个量反映了力对时间的积累效应。

物理学中把力F 与作用时间的乘积,称为力的冲量,记为I ,即)(t t F I -'=,单位:N ·s ,读作“牛顿秒”。

将(2)式写成 I p p =-' (3)(3)式表明,物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量,这个结论叫做动量定理。

讨论:如果物体所受的力不是恒力,对动量定理的表达式应该怎样理解呢总结:尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。

可以证明: 动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力。

对于变力情况,动量定理中的F 应理解为变力在作用时间内的平均值。

比如用铁锤钉钉子,球拍击乒乓球等,钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用,则该恒力就叫变力的平均值,3.动量定理的方向性例如:匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同,匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反,甚至可以跟初动量方向成任何角度。

在中学阶段,我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况(即一维情况),此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示,首先要选定一个正方向,与正方向相同的矢量取正值,与正方向相反的矢量取负值。

《动量和动量守恒》复习课●典型举例问题一:动量定理的应用例1:质量为m 的钢珠从高出沙坑表面H 米处由静止自由下落,不考虑空气阻力,掉入沙坑后停止,如图所示,已知钢珠在沙坑中受到沙的平均阻力是f ,则钢珠在沙内运动时间为多少?分析:此题给学生后,先要引导学生分清两个运动过程:一是在空气中的自由落体运动,二是在沙坑中的减速运动。

学生可能会想到应用牛顿运动定律和运动学公式进行分段求解,此时不急于否定学生的想法,应该给予肯定。

在此基础上,可以引导学生应用全过程动量定理来答题设钢珠在空中下落时间为t 1,在沙坑中运动时间为t 2,则:在空中下落,有H=2121gt ,得t 1=g H 2, 对全过程有:mg(t 1 +t 2)-f t 2=0-0 得:mgf gH m t -=22 例2:一根弹簧上端固定,下端系着质量为m 的物体A ,物体A 静止时的位置为P 处,再用细绳将质量也为m 的物体B 挂在物体A 的下面,平衡后将细绳剪断,如果物体A 回到P 点处时的速率为V ,此时物体B 的下落速度大小为u ,不计弹簧的质量和空气阻力,则这段时间里弹簧的弹力对物体A 的冲量大小为多少?解析:引导学生分析,绳子剪断后,B 加速下降,A 加速上升,当A 回到P 点时,A 的速度达到最大值。

尤其要强调的是本题中所求的是弹簧的弹力对物体A 的冲量,所以要分析清楚A 上升过程中A 的受力情况。

解:取向上方向为正,对B :-mgt=-mu ○1 对A :I 弹-mgt=mv ○2 两式联立得I 弹=m (v +u ) 问题二:动量守恒定律的应用例3:质量为 M 的气球上有一质量为 m 的猴子,气球和猴子静止在离地高为 h的空中。

从气球上放下一架不计质量的软梯,为使猴子沿软梯安全滑至地面,则软梯至少应为多长?解析:设下降过程中,气球上升高度为H ,由题意知猴子下落高度为h ,取猴子和气球为系统,系统所受合外力为零,所以在竖直方向动量守恒,由动量守恒定律得:M ·H=m ·h ,解得M mh H = 所以软梯长度至少为M h m M H h L )(+=+= 例4:一质量为M 的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向击中木块,并留在其中与木块共同运动,则子弹对木块的冲量大小是: A 、mv 0 ; B 、m M mMv +0 ; C 、mv 0-mM mv +0 ;D 、mv 0-m M v m +02 解析:题中要求子弹对木块的冲量大小,可以利用动量定理求解,即只需求出木块获得的动量大小即可。

对子弹和木块所组成的系统,满足动量守恒条件,根据动量守恒定律得:mv 0=(M+m )v 解得:m M mv v +=0,由动量定理知子弹对木块的冲量大小为m M Mmv Mv I +==0 应用动量守恒定律解题的一般步骤:1.明确研究系统,判断是否守恒;2.选取正方向,明确作用前总动量和作用后总动量;3.由动量守恒定律p 前=p 后列方程求解17.1 科学的转折:光的粒子1.光电效应用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电 器张角增大到约为 30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。

表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

2.光电效应的实验规律(1)光电效应实验如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念:遏止电压将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值 U c时,光电流恰为0。

U c 称遏止电压。

根据动能定理,有 (2)光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。

② 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率ν <νc 时,无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。

从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。

3.光电效应解释中的疑难光电效应实验表明:饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。

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