运动的守恒定律教案
大学物理动量守恒定律教案

课时安排:2课时教学目标:1. 理解动量守恒定律的确切含义,掌握其基本原理。
2. 知道动量守恒定律的使用条件和适用范围。
3. 运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律。
4. 应用动量守恒定律对碰撞问题进行定量的分析和计算。
教学重点和难点:重点:动量守恒定律的理解和推导。
难点:利用动量守恒定律对不同场景进行计算。
教学准备:1. 多媒体教学设备。
2. 动量守恒定律相关教材。
3. 实验器材(如小球、绳摆等)。
教学过程:第一课时一、导入1. 回顾牛顿运动定律,强调力的作用和运动状态的关系。
2. 提出问题:在力的作用下,物体的运动状态会发生怎样的变化?二、新课导入1. 介绍动量的概念:动量是物体运动状态的量度,是物体质量和速度的乘积。
2. 引入动量守恒定律:如果一个系统所受到的外力矢量和为零,那么系统的总动量保持不变。
三、动量守恒定律的推导1. 利用牛顿第二定律,推导出动量定理:动量的变化率等于作用在物体上的合外力。
2. 介绍内力和外力的概念,以及内力和外力的区别。
3. 推导出动量守恒定律:系统内各个物体的动量变化率之和等于外力矢量和。
四、课堂练习1. 举例说明动量守恒定律在实际生活中的应用。
2. 让学生通过实验观察动量守恒现象,加深对动量守恒定律的理解。
第二课时一、复习导入1. 回顾上一节课的内容,强调动量守恒定律的基本原理。
2. 提出问题:如何运用动量守恒定律解决实际问题?二、动量守恒定律的应用1. 介绍碰撞问题,强调碰撞过程中动量守恒定律的应用。
2. 讲解碰撞类型:完全非弹性碰撞、弹性碰撞、非弹性碰撞。
3. 举例说明如何运用动量守恒定律解决碰撞问题。
三、课堂练习1. 让学生根据碰撞问题,运用动量守恒定律进行计算。
2. 分析学生解答过程中存在的问题,并进行解答。
四、总结1. 总结动量守恒定律的基本原理和应用方法。
2. 强调动量守恒定律在物理学中的重要性。
教学评价:1. 课堂提问:了解学生对动量守恒定律的理解程度。
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高中物理动量守恒定律教案三篇范文一教学目标:一、知识目标1、理解动量守恒定律的确切含义.2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围.二、能力目标1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律.2、能运用动量守恒定律解释现象.3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).三、情感目标1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法.2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用.重点难点:重点:理解和基本掌握动量守恒定律.难点:对动量守恒定律条件的掌握.教学过程:动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律.(-)系统为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念.1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取.2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力.3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力.内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力.(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mA\mB和作用后的位移SA和SB比较mASA和mBSB.高二物理《动量守恒定律》教案1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计.2.实验结论:两物体A、B在不受外力作用的条件下,相互作用过程中动量变化大小相等,方向相反,即△pA=-△pB或△pA+△pB=0【注意】因为动量的变化是矢量,所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同.(三)动量守恒定律1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.【注意】式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算.3.成立条件在满足下列条件之一时,系统的动量守恒(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.4.适用范围动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.(四)由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt=△p1;F12△Vt =△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即:△p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’.【例1】如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?高二物理《动量守恒定律》教案【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:高二物理《动量守恒定律》教案(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?【解析】从图中A、B两位置的变化可知,作用前B是静止的,作用后B 向右运动,A向左运动,它们都是匀速运动.mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.14*0.5=0.07(kg·m/s)碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’=0.14*(-0.06)+0.22*(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.【例3】一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?(1)撞后第1s末两物距0.6m.(2)撞后第1s末两物相距3.4m.【解析】以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒.设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有:mAvA=mAvA’+mBvB’;vB’t-vA’t=s(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.【例4】如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg,A和B紧靠着放在光滑的水平面上,C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面,由于摩擦最终与B 木块的共同速度为8m/s,求C刚脱离A时,A的速度和C的速度.高二物理《动量守恒定律》教案【解析】C在A的上表面滑行时,A和B的速度相同,C在B的上表面滑行时,A和B脱离.A做匀速运动,对A、B、C三物组成的系统,总动量守恒.范文二一、教材分析在第一节课“探究碰撞中的不变量”的基础上总结出动量守恒定律就变得水到渠成。
高一物理教案: 动量守恒定律

高一物理 第2单元 动量守恒定律一、 内容黄金组1. 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用范围。
2. 会用动量定理和牛顿第三定律导出动量守恒定律。
3. 会应用动量守恒定律分析,计算有关问题(只限于一维运动)。
二、 要点大揭秘1. 动量守恒定律的推导:2. 动量守恒条件:系统不受外力作用或系统所受的合外力为零。
3. 动量守恒的内容及其数学表达式:(1) p =p ’(系统相互作用前总动量等于系统相互作用后的总动量)(2) Δp=0(系统总动量增量为零)。
(3) Δp 1=-Δp 2,(相互作用两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等方向相反)。
(4) 22112211v m v m v m v m '+'=+(相互作用两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和)(5) 动量守恒的研究对象是两个或两个以上物体所组成的物体系统。
4. 动量守恒定律的基本应用方法:(1) 分析系统由多个物体组成,受力情况怎样,判断动量是否守恒;(2) 规定正方向(一般以原速度方向为正),确定相互作用前后的各物体的动量大小,正负(3) 由动量守恒定律列式求解。
虽然系统的合外力不为零,但某一方向的合外力为零时,这一方向动量还是守恒的。
5. 对动量守恒条件的认识(1)动量守恒的严格条件:动量守恒的条件简称为动量守恒的条件,它表述为:系统不受外力或所受外力的适量和为零。
对动量守恒的条件理解,必须注意两点:①系统动量是守恒与系统内部物体间相互作用力(内力)的多少、性质及大小无关,系统内部物体间的相互作用力的冲量不会改变系统的总动量,但可以改变系统内各个物体的动量,使某些物体的动量增加,另一些物体的动量减少,而总动量仍然保持不变,②系统外力的矢量和为零,不是指系统一定不受外力作用。
(2)动量守恒的近似条件 在很多问题中,系统所受的合外力的矢量和不为零,不符合动量守恒的严格条件。
然而,外力为有限值,且作用时间极短时,由I =Ft 可知,外力的总冲量近似近似为零,则系统总动量的变化量也近似为零,故可近似认为系统的动量守恒,外力为有限值,且作用作用时间极短,称之为系统动量守恒的近似条件。
动量守恒定律教案优秀6篇

动量守恒定律教案优秀6篇高中物理动量守恒定律教案篇一教学目标:一、知识目标1、理解动量守恒定律的确切含义。
2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围。
二、能力目标1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律。
2、能运用动量守恒定律解释现象。
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).三、情感目标1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。
2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用。
重点难点:重点:理解和基本掌握动量守恒定律。
难点:对动量守恒定律条件的掌握。
教学过程:动(1mi)量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律。
(-)系统为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念。
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取。
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力。
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力。
内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力。
(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B 两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mAmB和作用后的位移SA和SB比较mASA 和mBSB.高二物理《动量守恒定律》教案1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计。
动量守恒定律教案

动量守恒定律教案教案一:简单介绍动量守恒定律目标:学生能够了解动量守恒定律的定义及应用。
导入:1. 引导学生回顾牛顿第二运动定律和动量的概念。
2. 提问:你认为在碰撞过程中,物体的动量是否会发生改变?为什么?内容:1. 定义动量守恒定律:在一个系统内,当没有外力作用时,系统内物体的总动量保持不变。
2. 动量守恒定律的数学表示:m1v1 + m2v2 = m1v1' +m2v2'3. 解释动量守恒定律的原理:动量守恒定律是基于牛顿第二运动定律和动量的定义推导出来的,当外力为零时,物体受到的总动量变化为零,故物体的总动量保持不变。
4. 动量守恒定律的应用举例:弹性碰撞和非弹性碰撞的实验示范,并根据动量守恒定律解释碰撞过程中物体的运动变化。
练习:1. 给出一个实际问题,让学生应用动量守恒定律解答。
2. 分组讨论并呈现各自的解答,进行交流讨论。
总结:1. 回顾动量守恒定律的定义及应用。
2. 强调动量守恒定律对运动过程的影响。
教案二:动量守恒定律实验目标:学生能够通过实验观察和验证动量守恒定律。
导入:1. 回顾动量的概念及公式。
2. 提问:你认为在碰撞过程中,动量会发生改变吗?实验步骤:1. 准备实验装置和材料:小球、直径不同的玻璃瓶等。
2. 实验一:垂直碰撞- 将两个大小不同的小球放在平面上,一个小球做静止状态,另一个小球沿直线运动后与静止小球发生碰撞。
- 观察碰撞过程中小球的运动变化。
- 记录小球的质量和初速度,计算碰撞后小球的速度。
验证动量守恒定律的成立。
3. 实验二:水平碰撞- 将小球放在光滑水平面上,小球沿直线运动后与静止小球发生碰撞。
- 观察碰撞过程中小球的运动变化。
- 记录小球的质量和初速度,计算碰撞后小球的速度。
验证动量守恒定律的成立。
总结:1. 回顾实验结果,并验证动量守恒定律的成立。
2. 强调动量守恒定律在实验中的应用和重要性。
延伸:1. 提出其他实验方案,让学生自主设计实验并验证动量守恒定律。
物理教案:角动量与运动守恒定律

物理教案:角动量与运动守恒定律角动量与运动守恒定律一、引言在物理学中,角动量是描述物体旋转运动的重要物理量。
它与运动守恒定律相互关联,能够帮助我们理解和解释一系列自然现象。
本教案将重点介绍角动量的概念、计算方法以及与运动守恒定律的关系。
二、角动量的概念和计算方法1. 角动量的定义角动量是描述物体旋转运动的物理量,用符号L表示。
它的大小等于物体的质量m乘以其速度v与离物体转轴的距离r的乘积,即L = mvr。
角动量的单位是千克·米²/秒。
2. 角动量的计算方法(1) 如果物体在直线上运动,其角动量的大小为0。
(2) 如果物体绕一个固定转轴做匀速圆周运动,其角动量的大小等于物体的质量m乘以其速度v与转轴到物体质心的距离r的乘积,即L = mvr。
三、运动守恒定律与角动量1. 运动守恒定律的概念运动守恒定律是指系统在没有外力和外力矩作用时,系统的某些物理量(如动量、机械能、角动量等)在运动过程中保持不变。
2. 角动量守恒定律角动量守恒定律指的是在没有外力矩作用时,物体的总角动量保持不变。
也就是说,一个系统中的所有物体的角动量之和保持不变。
3. 角动量守恒定律的应用(1) 在物体绕定轴旋转时,由于没有外力矩的作用,它的角动量保持不变。
(2) 抛物线运动中,物体绕重力中心作均匀圆周运动,当不受外力矩干扰时,其角动量守恒。
(3) 在撞球中,当两个球发生碰撞时,如果没有外力矩作用,则碰撞前后两个球的角动量之和保持不变。
四、角动量与自转惯性矩1. 自转惯性矩的概念自转惯性矩是描述物体绕自身旋转的特性的物理量,用符号I表示。
它的大小等于物体的质量m乘以物体的半径r的平方,即I = mr²。
自转惯性矩的单位是千克·米²。
2. 角动量与自转惯性矩的关系角动量L与自转惯性矩I的关系为L = Iω,其中ω为物体的角速度。
角动量和自转惯性矩之间的关系表明,当物体的自转惯性矩增大时,物体的角动量也相应增大。
动量守恒定律教案小学
动量守恒定律教案小学一、教学目标:1. 理解什么是动量守恒定律。
2. 掌握动量守恒定律的公式及应用。
3. 能够通过实例理解动量守恒定律的应用。
二、教学重点:1. 动量守恒定律的概念和公式。
2. 动量守恒定律在实际生活中的应用。
三、教学难点:1. 学生能够灵活运用动量守恒定律解决实际问题。
四、教学准备:1. 课件投影仪。
2. 实验器材:小车、轨道、测速设备、障碍物等。
3. 实验材料:小球、托盘等。
五、教学过程:1. 导入引入:教师引导学生回顾力学的基本概念,复习力和质量的概念,并谈到动量的概念。
师为了引起学生兴趣,可以利用实例解释动量的概念,如足球运动员踢球时的动作。
引导学生思考运动物体动量发生变化的原因。
2. 新知讲解:教师依次讲解动量的定义、动量的计算方法以及动量守恒定律。
解释动量守恒定律的概念,并呈现相关公式。
3. 实验演示:老师可以进行动量守恒定律的实验演示,通过小车和轨道的实验来说明动量守恒。
4. 教学实践:学生进行小组合作,进行动量守恒定律的实践活动。
将学生分成小组,每个小组拥有一辆小车、一条轨道和一些小球。
学生可以通过调整小车和轨道的位置,观察和记录小球碰撞前后的速度和方向,验证动量守恒定律。
5. 教学总结:教师引导学生进行总结,回顾动量守恒定律的概念和公式,并提醒学生动量守恒定律在实际中的应用。
六、拓展延伸:1. 学生可以进行更多的实践活动,如利用托盘和小球进行带有障碍物的小车实验。
通过观察和记录碰撞情况,进一步加深对动量守恒定律的理解。
2. 学生可以进行讨论和研究,了解动量守恒定律在日常生活中的应用,如汽车碰撞、运动员运动等。
七、教学反思:本节课通过引入实例、实验演示和实践活动等多种教学手段,帮助学生理解和掌握动量守恒定律。
在实践活动中,学生能够积极参与,发现问题并加以解决。
通过反复实践,学生更好地理解了动量守恒定律的概念和应用。
在后续教学中,需要继续加强学生对动量守恒定律的运用能力的训练,帮助他们灵活运用该定律解决实际问题。
高三物理动量守恒定律的教案设计
高三物理动量守恒定律的教案设计一、教学目标1.理解动量守恒定律的概念及应用场景;2.掌握动量守恒定律的计算方法;3.学会利用动量守恒定律解决实际物理问题;4.培养学生的科学思维能力和实验探究能力。
二、教学重点1.动量守恒定律的概念和表达式;2.动量守恒定律的应用。
三、教学难点1.动量守恒定律的应用;2.在复杂情境下利用动量守恒定律解决问题。
四、教学方法1.教师讲解与学生实验探究相结合的方式;2.独立思考与小组合作交流相结合的方式;3.观察、实验、验证相结合的方式。
五、教学内容及流程安排1. 动量守恒定律概念的讲解和实验探究1.1 讲解动量和动量守恒定律的概念及其表达式。
引导学生通过动量的定义公式$ p=mv $来理解动量的物理意义,然后阐述动量守恒定律的主旨和表达式:对于一个系统,在无外力作用下,系统的总动量是不变的,即总动量守恒。
1.2 进行简单的动量守恒定律实验。
将一个小的弹性小球钩在一根轻质细绳上,将细绳高高举过头顶静止,然后让学生从侧面推向小球,观察小球撞击后的运动变化。
通过实验,引导学生自行总结动量守恒定律的实现方式。
1.3 通过复杂案例来进一步理解动量守恒定律的应用。
设计一个实验,如:让一个人站在一辆轻质滑板上,当他拍板子时,滑板向前移动,人和滑板的运动情况是什么?由此进一步结合动量守恒定律,引导学生分析探究动量的转移和守恒的机制。
2. 动量守恒定律计算方法的讲解2.1 讲述动量守恒方程的表达及其应用范围。
通过大量经典问题的引入,介绍动量守恒定律的应用范围。
同时,通过展示理论和实验计算相结合的方法,让学生了解动量守恒方程的具体计算过程。
2.2 通过对经典问题的讲解,引导学生掌握和应用动量守恒方程。
如“弹性碰撞”,“非弹性碰撞”等案例,让学生自行理解动量守恒定律的适用性和计算方法。
3. 动量守恒定律应用案例的讲解与探究3.1 引导学生分析复杂案例中动量守恒定律的实现方式。
如去掉简单实验中的轻绳,改为用弹簧连接两个小车进行碰撞,则需要引导学生注意弹簧弹性系数的影响以及其产生的合力对动量守恒定律的影响。
动量守恒定律教案
动量守恒定律教案一、难点1. 动量守恒定律的概念理解。
2. 动量守恒定律的公式推导。
3. 动量守恒定律的应用。
二、教学目标1. 理解动量守恒定律的基本概念。
2. 掌握动量守恒定律的公式推导方法。
3. 能够应用动量守恒定律解决相关问题。
三、教学准备1. 教材《物理课程标准实验教材》。
2. 教具:小球、弹簧、杆等。
四、教学过程一、导入(20分钟)教师通过引导学生回顾前面学过的动量概念,例如物体的动量定义为质量乘以速度,提出一个问题:“当两个相撞的小球,质量相同,速度相同,它们会停止移动吗?”请学生思考并回答。
二、知识讲解(40分钟)1. 动量守恒定律的概念教师通过实验演示的方式,向学生展示两个相撞的小球,弹簧等,让学生观察和思考。
通过实验现象的描述,引导学生发现动量守恒定律。
然后,再给出动量守恒定律的定义:“在相互作用的物体系统中,系统的总动量在相互作用前后保持不变。
”请学生进行口头回答。
2. 动量守恒定律的公式推导教师通过推导一个简单的公式来解释动量守恒定律:设两个物体质量分别为m1和m2,初速度分别为v1和v2,末速度分别为v1'和v2',学生利用质量和速度的定义来推导公式。
3. 动量守恒定律的应用教师通过示例问题,引导学生应用动量守恒定律解决实际问题。
例如,物体碰撞时的速度和方向问题、物体弹性碰撞和非弹性碰撞等。
请学生进行思考和讨论。
三、练习与巩固(30分钟)1. 学生分小组进行练习,找出以下几个问题中哪个可以用动量守恒定律解决,并解答之。
(1)两个小球以相同的速度相向而行,碰撞后会发生什么?(2)一个小球以一定的速度撞向一个静止的木块,木块会怎样移动?(3)一个小球在水平面上与一个弹簧发生弹性碰撞,弹簧会受到什么影响?2. 教师进行讲评,对学生练习的答案进行分析和讲解。
四、拓展与应用(20分钟)1. 学生自主选取一个实际生活中的场景,应用动量守恒定律解决相关问题,并进行书面描述和演示展示。
动量守恒定律教案
动量守恒定律教案教案:动量守恒定律一、教学目标1.理解动量守恒定律的基本概念和原理。
2.能够应用动量守恒定律解决基本的动量问题。
3.培养学生动手能力,提高实际问题解决的能力。
4.培养学生观察、实验、探究的能力。
二、教学过程1.导入(10分钟)引入学生对动量的概念,帮助其理解运动过程中物体运动状态的变化。
问题:当我们打篮球的时候,为什么只需要轻轻一打,篮球就能飞出远处的篮筐?2.讲解(30分钟)1) 动量的概念: 动量是物体运动的量度,等于物体的质量乘以速度。
公式为:p = mv2)动量守恒定律的基本概念:在没有外力作用时,物体的总动量保持不变,即动量守恒定律。
公式为:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'3.实验(20分钟)准备实验装置,展示动量守恒定律在实际中的应用。
实验一:采用弹性碰撞实验,让学生观察和记录实验结果。
实验二:采用不同质量物体的非弹性碰撞实验,让学生观察和记录实验结果。
4.分析和讨论(20分钟)分析实验结果,让学生了解动量守恒定律在实际运动中的应用。
5.练习(20分钟)通过小组合作完成练习题,巩固学生对动量守恒定律的理解和应用。
6.展示和评价(10分钟)学生展示他们的实验结果和解决问题的方法,老师评价学生的学习情况。
三、教学资源和评价方法教学资源:实验装置评价方法:学生的小组合作练习和实验结果观察、记录的准确性以及对动量守恒定律的理解程度可以作为评价的依据。
四、教学延伸1.在同理心的前提下,让学生进行更多的探究和实践,拓展自己的知识面。
2.引导学生通过观察和实验发现身边事物中动量守恒的现象,加深对动量守恒定律的理解。
3.进一步提高学生动手实践的能力,让学生设计和进行更复杂的实验,以探究不同条件下动量守恒定律的适用性。
五、教学反思动量守恒定律是物理学习中非常重要的基本概念之一,本课通过引导学生进行实验和讨论,帮助学生理解和应用动量守恒定律。
实验的设计要让学生亲自操作,观察和记录实验结果,增强学生的实践能力,培养学生的探究精神和动手能力。
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2003——2004 学年度 授课章节:第三章 运动的守恒定律 授课班级 课 题 教学目的 及 要 求 教学重点 难 点 应用 讲授 教学方法 及 教 具
电气工程与自动化
第一学期 授课日期 时 数 6
运动的守恒定律
课堂设计(教学内容、过程、方法、图表等) 第三章 运动的守恒定律 研究对象:质点系统;系统的过程问题,确立和认识运动的 守恒定律:能量守恒、 动量守恒、角动量守恒 §3-1 保守力 成对力作功 势能 1、保守力(conservative force ) 功的大小只与物体的始末位置有关,而与所经历的路径无关,这类力叫保守力。 保守力 重力: A mgh a mgh
直线上。 成对力的功 (1).任何一对作用力和反作用力所作的总功具有与参考系选择无关的不变性质。 (2).在任意的参考系中,成对保守力的功只取决于相互作用质点的始末相对位置, 而与各质点的运动路径无关。这是保守力的普遍定义。 3、势能(potential energy) 利用保守力的功与路径无关的特点,可引入“势能” 的概念。 如果一个物体系内物体之间存在着保守力,则称之为保守内力。 具有保守内力的系统中,由各物体之间的相对位置所决定的能量叫做该系统 的势能。 势能的种类很多,如引力势能、弹性势能、电势能、分子势能等。
EP
( 重)
重力势能:
mgh
( 零点: h 0 处)
弹性势能:
EP
( 弹)
1 2
kx
2
( 零点: x 0 处)
引力势能:
EP
( 引)
-
GMm r
( 零点: r 处)
在 SI 制中,势能和功具有相同的的单位:焦耳(J) 保守力的功与路径无关的性质,大大简化了保守力作功的计算。引入势能概念以后, 保守力的功可以简单地写成:
A id 0 系统内部由其它形式的能量转换成机械能 A id 0
系统内部机械能转变为其它形式的非保守内能。 §3-3 机械能守恒定律 能量守恒定律
1、机械能守恒定律 分析弹簧振子模型 由功能原理
A e A id E ,当 A e A id 0 时, E 0
如果一个系统内只有保守力作功,其他内力和一切外力都不作功,或者它们的总 功为零,则系统内各物体的动能和势能可以互相转换,但机械能的总值不变,这个 结论叫做机械能守恒定律。 2、能量守恒定律 孤立系统:一个不受外界作用的系统。 一个孤立系统经历任何变化时,该系统的所有能量的总和是不变的,能量只能从 一种形式变化为另一种形式,或从系统内一个物体传给另一个物体,这就是能量守 恒定律,它是物理学中具有最大普遍性的定律之一 §3-4 质心 质心运动定理 动量守恒定 律 火箭飞行(自学) §3-5 碰 撞 1.如果两个或几个物体在相遇中,物体之间的相互作用仅持续一个极为短暂的时间, 这些现象就是碰撞。 球的碰撞、打桩、锻铁;分子、原子、原子核等微观粒子的相
dp dL d dr r p Pr 将 L r p 两边求 t 导数得: dt dt dt dt
dr dt dp v, p mv
其中
dp dL r P v m v 0 所以 因此, dt dt dt
b
时间 分配
弹力: A
1 ra 1 rb
1 2
kx a
2
1 2
kx b
2
万有引力: A G 0 mM
非保守力:作功与物体运动路径有关的力,如摩擦力、爆炸力。 保守力沿闭合路径一周所做的功为零。这一结论也可以作为保守力的定义,它和保 守力的功与路径无关的定义是完全等价的。 A
L pr sin
L r p (大小: L pr sin ,方向:与 r 和 p 满足右手螺
旋关系) 角动量的表达式: L pr sin 力矩的表达式: M rF sin
角动量可以看作动量对给定点的矩,所以有时也把角动量叫做动量矩。 角动量的单位是:kg · 2/s m 2、角动量守恒定律(law of conservation of angular momentum) 在研究物体的转动时,角动量将代替动量而起重要作用。 (1) 实验总结得到: r p 常矢量 (2) 由牛顿第二定律推导
dr
dL rF F 由牛顿第二定律, 知道 dt dt
( r F 是力矩 (moment of force)
的定义)在外力矩作用下,质点的角动量将随时间而变化。 如果作用在质点上的外力对某给定点 O 的力矩(rF)为零,则质点对 O 的角动量 (L)在运动过程中保持不变。这叫做质点的角动量守恒。
互作用 2.在研究碰撞问题时, 常将相互碰撞的物体作为一系统来考虑, 系统内仅有内力的相 互作用,所以这一系统应该遵从动量守恒定律。 3.碰撞的种类: (完全)弹 性 碰 撞,非 弹 性 碰 撞(完全非弹性碰撞,一般非弹 性碰撞(正碰,斜碰) ) §3-6 质点的角动量和角动量守恒定律 1、角动量(angular momentum of a particle) 质点相对于空间某一定点的运动时,可以用角动量来描述物体的运动状态。
当系统从状态 1 变化到状态 2 时,它的机械能的增量等于外力的功与非保守内力的 功总和。 A 外 A非保内 E 机械能 讨论:1、取物体为研究对象时,使用的是单个物体的动能定理,外力所作的功,指 的是作用在物体上的所有外力所作的总功。 2、取系统为研究对象时,保守内力所作的功(Aic)被系统势能的变化(Ep)所取 代,因此在计算中,如果计算了 保守内力所作的功,就不必再去考虑势能的变化; 反之,考虑了势能的变化,就不必在计算保守内力的功。 3、存在机械运动之外的其它运动形式时,系统的能量应该是机械能和其它形式的能 量总和。 (如热能、原子能等)如果不考虑系统和外界热交换的情形,并假定对系统 的作用,只是作用在这系统上的外力的功,则外力对系统所作的总功,就等于系统 总能量的增量。 4、当 A e 0 时, A id E 此时,非保守内力作的总功将引起系统机械能的改变。
作 业 及 参考文献
课后小结:
A e 为系统外力的功;
Ae Ai E k
A i 为系统内力的功
;
E k 为系统动能的增量。
2、系统的功能原理
A i A ic A id
Ae Ai E k
系统内力:保守内力:非保守内力
A ic E p
A e A id E k E p E (系统的功能原理)
G ds
0
2、成对力的功 根据力的相互作用的性质,不管是保守力还是非保守力,力总是成对出现。 分别作用在两个问题上的大小相等、方向相反的力为“一对力” 一对力通常是作用力与反作用力,但也可以不是。如图示的 f1 与 f2 就不是作 用力与反作用力,但仍是一对力。另外,一对力中的两个力也并不要求必须在同一
A c E pa E pb E p
系统在由位置 a 改变到位置 b 的过程中, 成对保守内力的功等于系统势能的减少 (或 势能增量的负值) 。 说明:1、势能的引入是以保守力作功为前提的。对于非保守力,不存在势能的概念; 2、势能属于相互作用的系统; (只有零点势能选定后,某一位置的势能值才能确定, 此值等于从该位置移动到势能零点时保守力所作的功。 ) 3、势能的量值只具有相对意义; 3、由于成对保守力作功与参考系的选择无关,故势能差具有绝对意义; §3-2 功能原理(work-energy theorem) 1、质点系(system of particles)统动能定理 系统的外力(external frce)和内力(internal force)作功的总和等于系统动能的增量