区公开课物理动量守恒定律教案及反思

1-7第二节动量守恒定律三维教学目标1、知识与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。2、过程与方法：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，培养思维能力。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：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。（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：111mFa，222mFa根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即F1=-F2所以：2211amam碰撞时两球间的作用时间极短，用t表示，则有：tvva111，tvva222代入2211amam并整理得22112211vmvmvmvm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2-7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年高考综合题23②就是根据这一历史事实设计的）。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？AB3-7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，小孩第一次推出A车时：mBv1－mAv=0即：v1=vmmBA第n次推出A车时：mAv＋mBvn－1=－mAv＋mBvn则：vn－vn－1＝vmmBA2，所以：vn＝v1＋（n－1）vmmBA2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。课后补充练习（1）在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为（）A．小于10m/sB．大于10m/s小于20m/sC．大于20m/s小于30m/sD．大于30m/s小于40m/s（2）如图所示，A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有（）A．A、B系统动量守恒B．A、B、C系统动量守恒C．小车向左运动D．小车向右运动（3）把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是A．枪和弹组成的系统，动量守恒B．枪和车组成的系统，动量守恒C．三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽4-7略不计，故系统动量近似守恒D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零（4）甲乙两船自身质量为120kg，都静止在静水中，当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙=_______.（5）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.（6）如图所示，甲车的质量是2kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8m/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10m/s2）4、反冲运动与火箭演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。5-7演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。（1）反冲运动A、分析：细管为什么会向后退？（当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。）B、分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。分析，礼花为什么会上天？（2）火箭对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。6-7课后反思：教学方法上的改革与创新：这是一节集知识点、技巧、分析能力等综合性较高的习题课。重点要培养学生把握知识内在联系的能力、规律的提取能力以及各方面综合分析问题的能力。从教学方法上，大胆对力学中两大重要守恒定律进行了归纳教学，借助多媒体动态模拟，展现题目中相应的物理情景，引导学生自述、讨论、归纳、总结规律。先让学生借助规律猜测情景应该怎样展现后再模拟，调动了学生的学习兴趣。动量知识和机械能知识往往就是以综合运用的形式出现于练习题和高考题中的，分析相互作用系统的动量变化、能量变化，作用过程往往不单一，有一定的难度。但应相信学生，他们的能力不可低估。因为学生已有的基础是学习了动量守恒定律和机械能守恒定律，且此节课前一节刚刚学习完第十一章第四节《物体的内能热量》，对各部分知识、方法都清楚的前提下，在学生之间进行探索、讨论交流，让他们己悟比按常规方法教学效果要好得多，因为在交流的过程中学生必然要遇到思考、如何发现问题和如何表达的问题，自己发现自己总结综合应用中的规律。对培养学生的发散思维和综合思维能力是很好的锻炼。比如：李凯同学和李林熙同学在黑板上的讲解和辩论。2.在学法指导上，突出自主、探究、合作，教给他们分析的正确方法，全方位发挥主观能动性。将思考始终贯穿在整个课堂教学的过程中。促使学生的发展是潜意识的。平时就鼓励他们发表见解，不要有太多的顾虑。比如：针对综合应用动态模拟中出现的四个应用，每一个应用之间的相似之处、区别，从受力分析、运动性质、运动规律、能量如何转化等，学生所反馈的问题不一，相互辩论中纠错。3.学生互评中形成学生自我认识和自我教育、自我进步的能力。在自评和互评和教师的点评中帮助学生悦纳自己、拥有自信。学生在讨论分析过程中互相学习、互相评价，讨论中辩论，纠错中提高。在平时的教学中始终就把学生放在主体的位置，课堂气氛很活跃。使我从中得到了不少新的启示。4.应变得当的措施：人船模型和子弹射木块模型的变通应用。由学生的回答将规律延伸到人船模型、子弹木块模型、碰撞模型的高度。5.突出了高效课堂的实践效果。帮助学生总结出了解决此类问题的方法是：在判定系统动量守恒或单方向上守恒、机械能守恒的前提下，关键在于正确分析问题所涉及的物理过程，根据物体相互作用的特点，把全过程划分为若干阶段，弄清各阶段所遵循的规律及各阶段间的联系。能量转化中由动能和重力势能之间的转化过渡到动能和弹性势能的转化，再过7-7渡到有摩擦热能和机械能之间的转化，再依据学生初步有的电场基本知识过渡到机械能、热能、电势能之间的转化，引导学生一步一步延伸拓展，学生兴致很高，教学效果较好。本节教学有一定的难度，时间的安排有限。有的问题不能顺学生的思路进一步拓展。比如应用三中的定量计算还可以让学生计算小球落地时距曲面底端的距离，让学生将平抛的规律再迁移进来。比如还可加入对动态模拟中的小球和半圆型光滑槽体在运动过程中小球与槽体之间最大压力的分析。