西北师大附中高一物理奥赛教案:碰撞
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专题:动量与牛顿运动定律、功能关系综合应用专题例题1:下面是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A 和B 经反弹后,B 能上升到比初始位置高得多的地方。
A 是某种材料做成的实心球,质量m 1=0.28kg ,在其顶部的凹坑中插着质量m 2=0.10kg 的木棍B 。
B 只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙,将此装置从A 下端离地板的高度H=1.25m 处由静止释放。
实验中,A 触地后在极短的时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B 脱离A 开始上升,而球A 恰好停留在地板上。
求木棍B 上升的高度,重力加速度g=10m/s 2。
解析:根据题意,A 碰地板后,反弹速度的大小等于它下落到地面时速度的大小:v 1 =gH 2A 刚反弹后,速度向上,立刻与下落的B 碰撞,碰前B 的速度: v 2 =gH 2 由题意,碰后A 速度为0,以v '2表示B 上升的速度,根据动量守恒: 112222m v m v m v '-=令h 表示B 上升的高度,有: h = g v 22'2 由以上各式并代入数据得 h = 4.05m 。
例题2:如图所示,水平轨道AB 与竖直面内的半径为R=2.5m 的光滑半圆轨道BC 相切于B 点,C 点为半圆轨道的最高点。
可以看成质点的质量分别为m 1、m 2的两滑块静止在水平轨道上的A 点,已知m 2=2m 1,两滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,A 、B 间的距离S=11m ,两滑块靠少许塑胶炸药粘在一起。
若给两滑块水平向左的初速度v 0,滑块恰好能够通过半圆轨道的最高点C ,且当滑块通过C 点时,塑胶炸药突然爆炸使两滑块分开,爆炸后滑块m 2沿直径CB 做自由落体运动。
(g=10m/s 2)。
求:1(1)两滑块获得的初速度v 0的大小。
(2)滑块m 1在水平面上的落点距B 点的距离。
解析:⑴在AB 段,对m 1、m 2整体,据动能定理,有-202122121)(21)(21)(v m m v m m gs m m B +-+=+μ 在BC 段,m 1、m 2整体机械能守恒,即 R g m m v m m v m m C B 2)()(21)(2121221221⋅+++=+ 其中,gR v C =解方程组,得90=v (m/s )⑵在C 处爆炸时,m 1、m 2系统动量守恒,即1121)(v m v m m C =+,得1531==C v v (m/s )此后,m 1平抛,有t v x 1= 及 2212gt R =解方程组,得15=x (m ) 例题3:如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A 点由静止出发绕O 点下摆,当摆到最低点B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到高处A 。
碰撞高中物理教案精选4篇碰撞高中物理教案精选4篇作为一位兢兢业业的人民教师,前方等待着我们的是新的机遇和挑战,有必要进行细致的教案准备工作,教学大纲也要及时反映现代科学技术的最新成就和当代科技发展的最新水平。
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欢迎分享!碰撞高中物理教案(精选篇1)一、动量1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量.是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量;通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。
单位是kg2、动量和动能的区别和联系①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大方成正比。
即动量相同而质量不同的物体,其动能不同;动能相同而质量不同的物体其动量不同。
②动量是矢量,而动能是标量。
因此,物体的动量变化时,其动能不一定变化;而物体的动能变化时,其动量一定变化。
③因动量是矢量,故引起动量变化的原因也是矢量,即物体受到外力的冲量;动能是标量,引起动能变化的原因亦是标量,即外力对物体做功。
④动量和动能都与物体的质量和速度有关,两者从不同的角度描述了运动物体的特性,且二者大小间存在关系式:P2=2mEk3、动量的变化及其计算方法动量的变化是指物体末态的动量减去初态的动量,是矢量,对应于某一过程(或某一段时间),是一个非常重要的物理量,其计算方法:(1)P=Pt一P0,主要计算P0、Pt在一条直线上的情况。
(2)利用动量定理P=Ft,通常用来解决P0、Pt;不在一条直线上或F 为恒力的情况。
二、冲量1、冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量.是矢量,如果在力的作用时间内,力的方向不变,则力的方向就是冲量的方向;冲量的合成与分解,按平行四边形法则与三角形法则.冲量不仅由力的决定,还由力的作用时间决定。
第4课碰撞教学目标:(一)知识与技能1.会用动量守恒定律处理碰撞问题。
2.掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的区别。
3.知道对心碰撞和非对心碰撞的区别。
4.知道什么是散射。
5.会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.(二)过程与方法1、通过探究一维弹性碰撞的特点,体验科学探究的过程(由简单到复杂),掌握科学探究的方法(理论和实验相结合)。
2、理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路,体验这种引申的重大意义,并进一步感受动量守恒定律的普适性。
(三)情感态度与价值观知道散射和中子的发现过程,体会理论对实践的指导作用,进一步了解动量守恒定律的普适性.重点:碰撞类问题的处理思想以及一维弹性碰撞的定量分析。
用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。
难点:通过定性研究二维弹性碰撞,理解从研究宏观碰撞到微观碰撞的引申思路。
教学方法:讲练法、举例法、阅读法教学用具:投影仪、投影片讲法速递(一)引入新课:观看丁俊晖打斯诺克的视频,讨论回答斯诺克在碰撞中有些在一条直线上,有些不在一条直线上的原因。
板书:第4节碰撞(二)进行新课:预习检查:1.从能量角度分类(1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能守恒.(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒.(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同速度,这种碰撞动能损失最大.2.从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰:(对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动.(2)斜碰:(非对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动.判断正误:1.发生碰撞的两个物体,动量是守恒的.(√)2.发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的.(×)3.碰撞后,两个物体粘在一起,动量是守恒的,但机械能损失是最大的.(√)思考:两小球发生对心碰撞,碰撞过程中,两球的机械能守恒吗?【提示】 两球发生对心碰撞,动量是守恒的,但机械能不一定守恒,只有发生弹性碰撞时,机械能才守恒.预习检查:1.弹性碰撞特例(1)两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后两球速度分别为v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1. (2)若m 1=m 2的两球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则v ′1=0,v ′2=v 1,即两者碰后交换速度.(3)若m 1≪m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=-v 1,v 2′=0.表明m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止.(4)若m 1≫m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v ′1=v 1,v ′2=2v 1.表明m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去. 2.散射(1)定义微观粒子相互接近时并不发生直接接触,因此微观粒子的碰撞又叫做散射.(2)散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小,所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方.判断正误:1.与静止的小球发生弹性碰撞时,入射小球碰后的速度不可能大于其入射速度.(√)2.两球发生弹性正碰时,两者碰后交换速度.(×)3.微观粒子发生散射时,并不是微观粒子直接接触碰撞.(√)思考:1.如图所示,光滑水平面上并排静止着小球2、3、4,小球1以速度v 0射来,已知四个小球完全相同,小球间发生弹性碰撞,则碰撞后各小球的运动情况如何?【提示】 小球1与小球2碰撞后交换速度,小球2与小球3碰撞后交换速度,小球3与小球4碰撞后交换速度,最终小球1、2、3静止,小球4以速度v 0运动.2.微观粒子能否碰撞?动量守恒定律适用于微观粒子吗?【提示】 宏观物体碰撞时一般相互接触,微观粒子碰撞时不一定接触,但只要符合碰撞的特点,就可认为是发生了碰撞,可以用动量守恒的规律分析求解.弹性碰撞的规律推导:质量为m 1的物体,以速度v 1与原来静止的物体m 2发生完全弹性碰撞,设碰撞后它们的速度分别为v ′1和v ′2,碰撞前后的速度方向均在同一直线上。
高中物理第十六章第4节碰撞★新课标要求一、知识与技能1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞,会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题;2.了解对心碰撞与非对心碰撞;3.了解散射和中子的发现过程,体会理论对实践的指导作用,进一步了解动量守恒定律的普适性;4.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解,能应用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题;二、过程与方法通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,让学生体会对未知物理现象进行研究的一种基本方法;三、情感、态度与价值观1.在研究的过程中,培养学生敢于发表个人见解,敢于探究的情感与态度.2.体会探究过程的乐趣,激发学习的兴趣;★教学重点:用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题;★教学难点:对各种碰撞问题的理解;★教学方法:直观展示、问题引领、合作探究、练习深化;★教学用具:多媒体课件、牛顿摆等;★课时安排:1课时★教学过程一、引入新课通过多媒体课件引入二、新课教学一观察实验、分析现象,感知特点1.演示牛顿摆碰撞实验,通过对碰撞现象的感知,引导学生从以下几个方面分析碰撞现象;1碰撞时物体相互作用持续的时间有什么特点2碰撞时物体相互作用的内力有什么特点,是否满足动量守恒定律3碰撞前后系统机械能的变化有什么特点,系统机械能会不会增加2.学生讨论得出碰撞有四大特点:1作用时间极短;2内力远大于外力;满足动量守恒定律3碰撞系统机械能不会增加4碰撞瞬间没有发生位移;3.学生亲手计算,分析碰撞前后机械能的变化1质量为m的物块A以速度v与前方质量同为m静止的物块B发生正碰后,A物块立即静止,试求碰撞前后系统的动能大小;2质量为m的物块A以速度v与质量同为m静止的物块B发生正碰后粘在一起共同运动,试求它们共同运动的速度以及碰撞前后系统动能的大小;4.引出概念:弹性碰撞与非弹性碰撞,明确弹性碰撞过程机械能守恒,完全非弹性碰撞机械能损失最厉害,是非弹性碰撞的极端情况;二、理论分析、实验验证,寻找规律1.建立模型:质量为的m 1小球A 以速度去对心正碰质量为m 2静止的B 球,已知两球在碰撞过程中无能量损失,试求碰后两球的速度v 1和v 22.分析计算m 1v 0+0=m 1v 1+m 2v 21 12m 1v 02+0=12m 1v 12+12m 2v 222 求解:3.讨论:1若m 1=m 2,则V 1=0,V 2=V 0等大的钢球相碰2若m 1>m 2,则V 1>0,V 2>03若m 1m 2,则V 1≈V 0,V 2≈2V 等大的钢球碰乒乓球4若m 1<m 2,则V 1<0,V 2>005若m 1m 2,则V 1≈-V 0,V 2≈0等大的乒乓球碰钢球三、自主阅读、归纳推广,总结规律1.学生阅读课本“对碰撞和非对心碰撞”和“散射”部分内容,思考回答下列问题; 1什么叫对心碰撞和非对心碰撞2非对心碰撞遵从动量守恒定律吗3非对心碰撞有可能是弹性碰撞吗4散射是碰撞现象吗散射和宏观物体的碰撞有什么不同2.引导学生从速度和动量矢量性的角度解决P20“思考与讨论”中的问题;3.引导学生总结碰撞现象的一般规律;1碰撞过程遵循动量守恒定律;2碰撞过程机械能不能增加,要么不变或者要么减少;3碰撞要符合客观实际;碰前:后面的小球1要追得上前面的小球2,要求v 1>v 2碰后:如果两球同向: v 1,≤v 2,四、针对训练,巩固知识,深化规律1.课本“思考与练习”第2题;2.课本“思考与练习”第4题3.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等的速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能发生的是A .若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开B .若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行C .若两球质量不等,碰后以某一相等速率互相分开D .若两球质量不等,碰后以某一相等速率同向而行4.两个小球在光滑水平面沿同一直线运动,B 球在前,A 球在后,已知M A =1㎏,M B =2㎏,V A =6m/s,V B =2m/s;则当A 、B 碰撞后,A 、B 两球的速度可能是:A 、V A 1=5m/s,VB 1=sB、VA 1=2m/s,VB1=4m/sC、VA 1=-4m/s,VB1=7m/sD、VA 1=7m/s,VB1=s六.小结本节课,我们分析了碰撞的相关问题,知道碰撞的特点是作用时间极短,内力远大于外力且瞬间没有位移;根据碰撞前后有无机械能损失把碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞;根据碰撞前速度与球心连线的关系把碰撞分为对心碰撞和非对心碰撞;不管哪种碰撞类型,它们都要遵循动量守恒定律,机械能不增加和符合客观实际的规律;七、作业布置1.阅读课后“科学足迹”内容,了解碰撞对物质微观结构的认识中的贡献;2.思考与练习中第1,3,5,6题;八、板书设计碰撞一、碰撞特点1.作用时间短,遵从动量守恒定律;2.机械能不会增加3.弹性碰撞和非弹性碰撞、完全非弹性碰撞;二、简单弹性碰撞的讨论三、碰撞现象的一般规律1碰撞过程遵循动量守恒定律;2碰撞过程机械能不能增加;3碰撞要符合客观实际;四、对心碰撞和非对心碰撞五、散射现象。
【教学目标】第十六章动量守恒定律4、碰撞(1)了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维弹性碰撞问题。
(2)了解对心碰撞和非对心碰撞。
(3)了解散射和中子的发现过程,体会理论对实践的指导作用,进一步了解动量守恒定律的普适性。
【教学重难点】用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题,对各种碰撞问题的理解。
【教学方法】学生分组实验、讨论、交流,老师演示实验分析讲解,师生共同交流。
【教学用具】多媒体辅助教学设备、牛顿摆球装置、自制碰球实验装置、气垫导轨、光电门、光电计时器、不同质量的滑块等【课时安排】本节为第一课时【教学设计】壱、新课引入学生:列举所了解到的生活中的碰撞现象:碰碰车、台球、保龄球教师:补充说明,宏观物体天体间的碰撞及微观粒子间的碰撞并举例说明微观粒子间的碰撞更加常见,例如教室内空气分子的碰撞每秒钟数亿次。
让学生体会到学习碰撞对研究微观粒子的运动规律有重要意义。
学生:根据自己所理解关于碰撞的观念说明什么叫碰撞或碰撞模型的特点。
教师:进一步引导学生归纳得出,碰撞发生时间极短,内力远大于外力,对碰撞系统来讲外力的冲量可以忽略不计,因此碰撞过程满足动量守恒定律。
教师:提出问题,碰撞过程满足动量守恒定律,碰撞过程能量守恒吗?弐、进行新课1、探究实验:碰撞过程中能量是否守恒自制碰球实验装置:两个金属球、细线、铁1架台、双面胶学生:利用两个碰球的实验装置,学生分组实验并上讲台展示实验现象、说明结论。
教师:引导学生按以下两个方案进行并得出结论(1)实验方案一:碰球间不加双面胶实验现象:B 求静止,把A 求向左拉起一定高度与B 球相撞,B 球被碰后摆起的高度与球A 初始下落的过度几乎相同或把A、B 两球左右拉起相同的过度由静止释放碰后二者又回到初始的高度。
得出结论:碰撞过程能量守恒(2)实验方案二:在两球碰撞部分贴上双面胶实验现象:把A、B 两球左右拉起相同的过度由静止释放碰后二者静止。
高中物理碰撞复习课教案
教学目标:
1. 复习和巩固学生对碰撞理论的基本概念;
2. 加深学生对碰撞定律和碰撞类型的理解;
3. 提升学生解题和应用碰撞理论的能力。
教学内容:
1. 碰撞的基本概念
2. 完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞
3. 碰撞的定律
4. 质点的碰撞问题
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引入碰撞的实际场景,引发学生对碰撞现象的兴趣,并带入今天的学习内容。
二、讲解(15分钟)
1. 讲解碰撞的基本概念
2. 分别介绍完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞的特点和应用
3. 探讨碰撞的定律及其物理意义
三、案例分析(20分钟)
教师通过几个碰撞问题案例,引导学生分析并解决问题,加深他们对碰撞理论的理解和应用能力。
四、练习(15分钟)
学生根据给出的碰撞问题,分组讨论并解答,教师辅导并纠正错误,加强学生对碰撞理论的掌握。
五、总结与反思(5分钟)
教师对本节课的重点内容进行总结,并鼓励学生反思学习过程中的收获和不足之处。
六、作业布置(5分钟)
布置相关的碰撞题目,要求学生认真完成,并在下节课上检查。
教学资源:
1. 碰撞理论教材资料
2. 碰撞问题案例
3. 解题方法和技巧的指导
教学评估:
1. 学生参与度和课堂表现
2. 学生课后作业完成情况
3. 学生对碰撞理论的理解程度和应用能力
教学反思:
通过不断调整教学方法和内容,提高学生的学习兴趣和学习效果,促进他们在物理学习中取得更好的成绩。
《碰撞》教学设计一、教学目标1、让学生理解“碰撞”这一物理现象的概念和特点。
2、帮助学生掌握碰撞过程中的动量守恒和能量守恒定律。
3、培养学生运用所学知识解决实际碰撞问题的能力。
4、通过实验和探究活动,激发学生对物理学科的兴趣和探索精神。
二、教学重难点1、教学重点(1)理解碰撞的类型和特点。
(2)掌握动量守恒和能量守恒定律在碰撞中的应用。
2、教学难点(1)对完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的区分和理解。
(2)运用动量守恒和能量守恒定律解决复杂的碰撞问题。
三、教学方法1、讲授法:讲解碰撞的基本概念、定律和公式。
2、实验法:通过实验演示碰撞现象,让学生直观感受。
3、讨论法:组织学生讨论碰撞问题,促进学生思考和交流。
4、练习法:安排适量的练习题,让学生巩固所学知识。
四、教学过程1、导入新课通过播放一段两车相撞的视频或展示一些碰撞的图片,引起学生的兴趣,然后提问学生对碰撞现象的观察和感受,引导学生思考碰撞过程中物体的运动状态和能量变化,从而引出本节课的主题——碰撞。
2、知识讲解(1)碰撞的概念定义:碰撞是指两个或两个以上的物体在极短时间内相互作用,使它们的运动状态发生显著变化的过程。
特点:作用时间短、相互作用力大、动量变化明显。
(2)碰撞的类型①完全弹性碰撞:在碰撞过程中,系统的动量和机械能都守恒。
举例:两个钢球的碰撞。
②非完全弹性碰撞:在碰撞过程中,系统的动量守恒,但机械能有损失。
举例:两个皮球的碰撞。
③完全非弹性碰撞:在碰撞后,两物体结合在一起,以相同的速度运动,系统的动量守恒,但机械能损失最大。
举例:一个小球撞入一块橡皮泥。
(3)动量守恒定律在碰撞中的应用推导碰撞前后系统的动量守恒表达式:m1v1 + m2v2 = m1v1' +m2v2' (其中m1、m2 分别为两物体的质量,v1、v2 为碰撞前的速度,v1'、v2' 为碰撞后的速度)(4)能量守恒定律在碰撞中的应用对于完全弹性碰撞,机械能守恒,即:1/2 m1v1²+ 1/2 m2v2²= 1/2 m1v1'²+ 1/2 m2v2'²对于非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞,机械能有损失,损失的机械能转化为内能等其他形式的能量。
高中物理碰撞教案1. 了解碰撞的概念和分类;2. 掌握碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律;3. 能够应用碰撞定律解决实际问题。
教学重点和难点:重点:碰撞的概念和分类,碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律;难点:在实际问题中应用碰撞定律解决问题。
教学过程:一、导入新知识(5分钟)教师展示一个碰撞的视频,引导学生思考碰撞是什么,碰撞有哪些种类。
二、讲解碰撞的概念和分类(10分钟)1. 碰撞是指两个或两个以上的物体在一定的时间内发生的相互作用。
2. 根据碰撞前后物体之间的作用力,可以将碰撞分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和部分弹性碰撞。
三、讲解碰撞的动量守恒定律(15分钟)1. 动量守恒定律:在没有外力作用的条件下,系统总动量守恒,即碰撞前后系统的总动量保持不变。
2. 利用动量守恒定律可以解决一些碰撞问题。
四、讲解碰撞的能量守恒定律(15分钟)1. 能量守恒定律:在没有外力做功的条件下,系统的总机械能守恒,即碰撞前后系统的总机械能保持不变。
2. 利用能量守恒定律可以解决一些碰撞问题。
五、解决实例问题(15分钟)教师出示几个碰撞问题,让学生尝试应用碰撞定律解决。
六、总结归纳(5分钟)1. 确认学生是否掌握了碰撞的概念和分类;2. 让学生总结碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律的应用方法。
作业布置:1. 完成课堂练习题;2. 阅读教材相关章节,做好笔记。
教学反思:本节课教学目标达成良好,学生对碰撞的概念和分类有了基本的了解,对碰撞定律的应用也有一定的掌握。
在以后的教学中,可以通过更多的实例让学生加深对碰撞定律的理解,进一步提高学生的应用能力。
高中物理车辆碰撞问题教案一、教学目标:1. 了解车辆碰撞的基本原理和相关物理概念。
2. 掌握碰撞的动量守恒定律和能量守恒定律。
3. 能够应用碰撞定律解决实际问题。
二、教学重点和难点:1. 碰撞的基本原理和动量守恒定律、能量守恒定律的应用。
2. 车辆碰撞问题的实际应用分析和解决。
三、教学内容:1. 车辆碰撞的基本情况和分类。
2. 动量守恒定律和能量守恒定律的概念和公式推导。
3. 车辆碰撞问题的具体案例分析。
四、教学过程:1. 导入:通过播放车辆碰撞视频或图片,引起学生对碰撞问题的兴趣。
2. 提出问题:介绍碰撞的基本概念和分类,让学生思考为什么碰撞会发生,如何影响碰撞结果。
3. 理论分析:讲解动量守恒定律和能量守恒定律的概念和公式推导,让学生掌握碰撞问题的基本理论知识。
4. 案例分析:通过解决不同类型的车辆碰撞问题,让学生应用动量守恒定律和能量守恒定律解决实际问题。
5. 总结归纳:总结碰撞问题的解决方法和注意事项,巩固学生对碰撞问题的理解和掌握。
6. 拓展应用:引导学生探讨其他类型的碰撞问题,培养学生的动手实践能力和创新思维。
五、教学评估:1. 课堂小测验:通过课堂小测验检测学生对碰撞问题的理解和掌握程度。
2. 课堂讨论:组织学生讨论解决碰撞问题的策略和方法,评价学生的思维能力和合作能力。
六、教学反馈:1. 及时纠错:根据学生在课堂表现,及时指出其存在的问题,并给予指导和帮助。
2. 知识强化:通过课后作业或练习巩固碰撞问题的知识点,提高学生的理解和应用能力。
七、教学资源:1. 教材:高中物理教材。
2. 多媒体课件:用于辅助教学和展示案例分析。
3. 实验装置:用于演示碰撞实验和观测现象。
八、教学反思:1. 根据学生的反馈和表现,调整教学方式和内容,提高教学效果和学习兴趣。
2. 不断拓展教学内容和案例,激发学生的学习热情和创新意识。
课题第四节动量守恒定律的应用——碰撞教学目标知识目标:1.知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题。
2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤。
3.会应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。
能力目标:1.掌握应用动量守恒定律解题的方法和步骤。
2.能综合运用动量定理和动量守恒定律求解有关问题。
德育目标:1.通过用动量守恒定律求解有关问题,培养学生理论联系实际的能力。
2.渗透物理学研究和解决问题方法的教育。
课型新授课课时1课时重点动量守恒定律的正确应用;熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤。
难点应用动量守恒定律时守恒条件的判断,包括动量守恒定律的“五性”:①条件性;②整体性;③矢量性;④同系性;⑤瞬时性。
教学方法1.学生通过阅读、对比、讨论,总结出动量守恒定律的解题步骤。
2.学生通过实例分析,结合碰撞.爆炸等问题的特点,明确动量守恒定律的整体性、矢量性、瞬时性和相对性。
教具教学过程摘要在本节的教学中,应该使学生知道:分析物理现象不但要明确研究对象,而且要明确研究的是哪一段过程,知道碰撞过程的初状态就是刚开始发生相互作用时的状态,末状态是相互作用刚结束时的状态。
对象和过程分析清楚了,才能正确运用定律解决具体问题。
动量守恒定律是宏观世界和微观世界都遵守的共同规律,应用非常广泛,而动量守恒定律的适用条件是相互作用的物质系统不受外力,实际上真正不受外力的情况几乎是不存在的,在本节中应使学生了解当外力远小于内力时,外力可以忽略不计,因而可以用动量守恒定律解题。
引入课题:上一节我们学习了动量守恒定律,那么同学们回忆下边两个问题:1.动量守恒的条件是什么?2.动量守恒定律的研究对象是什么?学生答:动量守恒的条件是系统所受的外力之和等于0;动量守恒定律的研究对象是有相互作用的物体构成的系统。
教师:在实际生活中,物体之间的相互作用种类很多,比如碰撞、爆炸等问题,本节课我们就应用动量守恒定律来解决这些问题。
板书课题:动量守恒定律的应用新课教学一、碰撞演示实验:弹性碰撞实验大家想一想:(1)为什么碰撞后一个球会停下来而把它的动量完全传递给另一个球?(2)为什么第一个球不向后弹回或者两个球都以较小的速度向前运动呢?的速度弹回,B球以v5.1的速度向例如A球的速度是v,碰撞后它的以v5.0前运动,或碰撞后A 球以v 2.0的速度、B 球以v 8.0的速度都向前运动,这两种情况都不违反动量守恒定律。
在不违反动量守恒定律的许多可能的情况中,为什么实际发生的只是我们看到的这一种情况呢?上述的实验和问题是物理学史上一件著名的事情。
1666年,在成立还不久的英国皇家学会的例会上表演了这个实验并引起很大的兴趣,随后出现了许多对这一现象不同甚至是混乱的解释。
到1668年,才有三位学者作出了正确的说明,其中对这一问题做出完整分析的是荷兰物理学家惠更斯。
惠更斯认为,在这种碰撞中,除了动量守恒外,还有另一物理量守恒,他指出这个物理量就是当时所说的“活力”2mv 。
后来人们把活力改叫动能,并且把它的定义式由2mv 改为221mv 。
我们把这种碰撞称为弹性碰撞。
1.弹性碰撞(1)什么是弹性碰撞:在碰撞过程中,动量和动能都守恒(系统内无机械能的损失)的碰撞,叫做弹性碰撞。
若在水平面上运动的物体在作用前后无动能损失,即发生弹性碰撞,符合动量守恒和机械能守恒(或动能守恒)。
(2)弹性碰撞的规律设A 、B 两物体在同一水平面上发生弹性正撞(碰撞前后物体的动量都在同一条直线上,不再同一条直线上的碰撞称为斜碰),碰前质量为1m 的物体A 速度为1v ,质量为2m 的物体B 静止,试确定A 、B 两球碰撞后的速度。
分析:系统满足动量守恒,且系统没有能量损失,即系统动能守恒 由动量守恒: 221111v m v m v m '+'= (1) 由动能守恒: 222211211212121v m v m v m '+'= (2)联立(1)(2)两式可得碰后两球的速度 121121212112,v m m m v v m m m m v ⋅+='⋅+-=' 若1m =2m ,则121,0v v v ='=',即质量相同的两物体发生弹性碰撞前后,两物体速度互换。
拓展:设A 、B 两物体在同一水平面上发生弹性正撞(碰撞前后物体的动量都在同一条直线上,不再同一条直线上的碰撞称为斜碰),碰前质量为1m 的物体A 速度为1v ,质量为2m 的物体B 的速度2v ,试确定A 、B 两球碰撞后的速度。
2.非弹性碰撞:在碰撞过程中,系统满足动量守恒而机械能有损失。
3.完全非弹性碰撞:碰撞后两物体粘合在一起(有共同速度),系统只满足动量守恒,机械能损失最大。
例题1:如图7-3-13所示,水平面上放一质量为0.5kg 的长条形金属盒,金属盒子宽l =1m 它与水平面间的动摩擦因数是0.25,在盒的A 端有一个与盒质量相等的小球,球与盒无摩擦,现在金属盒的A 端迅速打击一下,给盒子以s N ⋅1的向右的冲量,设球与金属盒子间的碰撞没有能量损失,且碰撞时间极短,求球与金属盒子组成的系统从开始运动到完全停止所用的时间 (g=10m/s 2)。
解析:对盒由动量定律 0v m I A =,则盒打击后的速度: s m m I v A/25.010=== 盒与球碰撞时间极短,盒与球组成的系统在水平方向动量守恒, BB A A A v m v m v m +=0 又碰撞没有能量损失,有: 2220212121B B A A A v m v m v m += 将 s m v kg m m B A /2,5.00===代入上两式解得,s m v v v B A /2,00===图7-3-13B 球在盒内向右匀速运动,经时间 s v l t B5.0211===,球在右端与盒相碰,碰后盒与球的速度分别为 0,/2='='BA v s m v 碰后盒子以2m/s 速度向右运动,球处于静止.对盒子应用动能定理,有 2210)(AA B A v m gs m m '-=+-μ 得 m l m g m m v m s B A A A 14.0)(22=<=+'=μ 说明:在盒停下之前与球不再相碰,设盒子滑行时间为2t ,由动量定理AA B A v m gt m m '-=+-0)(2μ s g m m μv m t BA A A 4.0=)+(′=2 所以总共所需时间 s t t t 9.021=+= 二、碰撞的特点:动量守恒;能量不增;情景合理。
例题2:质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,A 球的动量s m kg P A /9⋅=,B 球的动量s m kg P B/3⋅=,当A 球追上B 球时发生碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( ) A .s m kg P A /6⋅=',s m kg P B /6⋅=' B .s m kg P A /8⋅=',s m kg P B/4⋅=' C .s m kg P A /2⋅-=',s m kg P B /14⋅=' D .s m kg PA /4⋅-=',s m kg PB /17⋅=' 例题3:如图,长木板a b 的b 端固定一档板,木板连同档板的质量为M=4.0kg ,a 、b 间距离s=2.0m 。
木板位于光滑水平面上。
在木板a 端有一小物块,其质量m=1.0kg ,小物块与木板间的动摩擦因数10.0=μ,它们都处于静止状态。
现令小物块以初速s m v /0.40=沿木板向前滑动,直到和档板相撞。
碰撞后,小物块恰好回到a 端而不脱离木板。
求碰撞过程中损失的机械能。
练习:1.放在光滑水平面上的A .B 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车处于静止状态,下列说法中正确的是( AB )A .两手同时放开后,两车的总动量为零;B .先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右;C .先放开左手,后放开右手,两手的总动量向右;D .两手同时放开,两车的总动量守恒,两车放开有先后,两车的总动量不守恒。
2.如右图所示,质量为M 的车厢静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0沿车厢水平地板向右运动,与车厢两壁发生若干次碰撞后,最后静止在车厢中,此时车厢的速度为( B )A .0B .mv 0/M +m ,一定水平向右C .mv 0/M +m ,可能水平向左D .v 0一定水平向右3.质量相同的三个小球a 、b 、c 在光滑水平面上以相同的速率运动,它们分别与原来静止的三个球A 、B 、C 相碰(a 与A 碰,b 与B 碰,c 与C 碰)。
碰后,a 球继续沿原来方向运动;b 球静止不动;c 球被弹回而向反方向运动。
这时,A 、B 、C 三球中动量最大的是( C )A .A B .B C .C4.静水中的两只船静止在一条直线上,质量都是M (不包括人),甲船上质量为m的人跳到乙船上,又马上跳回甲船上,问:甲、乙两船的速度之比是多少?水的阻力不计。
(答案:mM M v v +=乙甲[提示:将两船和人看成整体,0=(M +m )v 甲-mv 乙])1.动量为20kg ·m/s 的A 球与动量为30 kg ·m/s 的B 球在光滑水平面上发生正碰,碰撞前后两球均在同一直线上运动,如果碰撞过程中A 球的动量变化为15kg ·m/s ,则碰撞后A .B 两球的动量分别为( A BA .35 kg ·m/s ;15 kg ·m/sB .5kg ·m/s ;45 kg ·m/sC .-35 kg ·m/s ;15 kg ·m/sD .-5 kg ·m/s;45 kg ·m/s2.一颗人造地球卫星在高空绕地球做匀速圆周运动,如果从卫星上发射一个质量不可忽略的小火箭,发射方向与卫星的运动方向相反,则可能发生的现象是( )A .火箭竖直下落,而卫星的轨道半径增大(ACDBCD。