动量守恒定律高三物理教案 篇一
标题:理解动量守恒定律的基本概念
引言:动量守恒定律是物理学中非常重要的概念,它描述了一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统的总动量将保持不变。理解动量守恒定律对于高三学生来说是至关重要的,因此我们将通过一些实例和练习来帮助学生更好地掌握这一概念。
一、动量守恒定律的基本原理
1. 动量的定义:动量是物体运动的特征量,等于物体的质量乘以其速度,即\(p = mv\)。
2. 动量守恒定律的表达式:在一个封闭系统中,总动量守恒,即\(\sum{p_i} = \sum{p_f}\),其中\(\sum{p_i}\)表示系统初态的总动量,\(\sum{p_f}\)表示系统末态的总动量。
3. 动量守恒定律的应用范围:适用于没有外力作用的封闭系统,即系统内部相互作用力为内力。
二、动量守恒定律的实例分析
1. 弹性碰撞:考虑两个质量分别为\(m_1\)和\(m_2\)的物体,在弹性碰撞中它们分别具有速度\(v_1\)和\(v_2\),根据动量守恒定律可得:\(m_1v_{1i} + m_2v_{2i} = m_1v_{1f} + m_2v_{2f}\),其中下标i和f表示碰撞前后。
2. 完全非弹性碰撞:考虑两个质量分别为\(m_1\)和\(m_2\)的物体,在完全非弹性碰撞中它们合为一体,速度为\(v\),根据动量守恒定律可得:\(m_1v_{1i} + m_2v_{2i} = (m_1 + m_2)v_{f}\)。
三、动量守恒定律的练习题
1. 一个质量为\(m\)的物体以速度\(v\)向右运动,与一个静止的质量为\(2m\)的物体发生完全非弹性碰撞,求合并后的物体的速度。
2. 一个质量为\(m\)的物体以速度\(v\)向右运动,与一个质量为\(2m\)的物体以速度\(0.5v\)向左运动的物体发生弹性碰撞,求两个物体碰撞后的速度。
结语:通过以上的讲解和练习,相信同学们对动量守恒定律有了更深入的理解。在学习物理过程中,要多练习,多思考,才能真正掌握知识。
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动量守恒定律高三物理教案 篇二
标题:实验教学:动量守恒定律的验证
引言:动量守恒定律是高中物理学习中的重要内容之一,为了帮助学生更好地理解和掌握这一概念,我们可以通过实验来验证动量守恒定律,让学生在实践中加深对知识的理解。
一、实验目的
通过实验验证动量守恒定律,即在不受外力作用的情况下,系统的总动量守恒。
二、实验原理
1. 实验装置:实验室桌面上放置一个光滑水平轨道,轨道上有两个小车A和B,小车A固定,小车B可以运动。
2. 实验步骤:首先让小车B静止,然后用手推动小车A向小车B运动,两车发生碰撞后粘连在一起继续运动。
3. 实验记录:记录小车A和小车B的质量\(m_1\)和\(m_2\),以及小车A的初速度\(v_{1i}\),观察碰撞后系统的总动量。
三、实验结果分析
1. 根据实验记录计算系统的总动量\(p_i = m_1v_{1i}\)。
2. 根据碰撞后小车A和小车B合为一体的质量\(m = m_1 + m_2\),计算合并后系统的总动量\(p_f = mv_f\)。
3. 比较实验测得的总动量\(p_i\)和\(p_f\),验证动量守恒定律是否成立。
四、实验拓展
1. 调整小车A和小车B的质量,观察碰撞后系统的总动量是否仍然守恒。
2. 改变小车A的初速度,研究碰撞后系统的总动量与初速度的关系。
结语:通过实验验证动量守恒定律,可以让学生亲身感受物理定律的真实性,加深对知识的理解。希望同学们在实验中能够发现规律,探索物理世界的奥秘。
动量守恒定律高三物理教案 篇三
动量守恒定律高三物理教案
1、与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与: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。
3、情感、态度与价值观: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。
教学重点:运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点:动量守恒定律的应用。
教学方法:启发、引导,讨论、交流。
教学用具:投影片、多媒体辅助教学设备。
(一)引入新课
动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(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。)
(二)进行新课
1、动量守恒定律与牛顿运动定律
用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
(1)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。
(2)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年综合题23 ②就是根据这一事实设计的)。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,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。
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。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
例2:如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车?
分析:此题过程比较复杂,情景难以接受,所以在讲解之前,教师应多带领学生分析物理过程,创设情景,降低理解难度。
解:取水平向右为正方向 高一,小孩第一次
推出A车时:mBv1-mAv=0
即: v1=
第n次推出A车时:mAv +mBvn-1=-mAv+mBvn
则: vn-vn-1= ,
所以: vn=v1+(n-1)
当vn≥v时,再也接不到小车,由以上各式得n≥5.5 取n=6
点评:关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题,告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”,一定要注意结论的物理意义。