人教版高中物理选修3-5教案
人教版高中物理选修3-5第十六章第二节《动量和动量定理》教学设计

《动量和动量定理》教学设计一、教材分析《动量和动量定理》是人教版高中物理选修3-5十六章第二节的内容。
从教材编排上看,它是牛顿运动定律及动能定理之后,在动量守恒定律之前。
因此不仅是对牛顿第二定律等知识的巩固运用,同时也为后面学习动量守恒定律打下了坚实的基础。
从教材内容上看,《动量和动量定理》是牛顿第二定律的进一步展开。
它侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新的途径,尤其是打击和碰撞类的问题。
所以动量定理知识与人们的日常生活,生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着重要意义。
二、学习情况分析在高一时,学生已经掌握了牛顿第二定律,又在上一节的学习中初步接触了碰撞中的守恒量,这些知识为本节课的学习奠定了基础。
此外,经过前面的学习,学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力,而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。
这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。
由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法,再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望,所以要掌握动量定理是完全能够实现的。
三、设计思想本节课以教师为主导、学生为主体,运用“建立情境→引导→探究”模式进行教学。
通过生活实例引入课题,激发学生的兴趣。
通过创设物理情境、建立物理模型归纳得出动量定理,并对其进行理解。
运用动量定理解释日常生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力。
在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行学习,充分体现探究的过程与实现对学生探究能力培养的过程。
四、教学目标知识与技能(1)理解和掌握动量的概念,并能正确计算物体动量的变化。
(2)理解和掌握冲量的概念,强调冲凉的矢量性。
(3)理解动量定理的确切含义,知道动量定理适用于变力。
(4)会用动量定理解释有关生活现象和计算有关的问题。
过程与方法(1)通过对动量定理的探究过程,尝试用科学探究的方法研究物理问题,认识建立物理模型在物理学研究中的意义。
人教版高中物理选修3-5全册教案汇总

一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。
思考一下,在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有哪些?
(学生答:质量 m,速度 v)
为什么与质量 m 有关?
(学生答:相互作用力下,质量越大的物体速度改变越慢)
设两物体质量分别为 m1、m2,碰撞前速度分别为 v1、v2,碰撞后速度分 别为 v1 、 v2 。速度为矢量,因而需规定正方向。
教学 目标
围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力
(三)情感、态度与价值观
培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题
教学 重点 难点
★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件.
教学 准备
投影片,多媒体辅助教学设备
(一)引入新课
→这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失,只是多少的问题。而
我们要寻找的物理量是在任何一种碰撞中都不变的量。
② m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 ③ m1 m2 m1 m2
v1 v2 v1 v2 ④ v1 v2 v1 v2
m1 m2 m1 m2
人教版高中物理选修 3-5 全册教案汇总
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(四)要求学生自行设计可行性的实验方案
(例如:利用平抛运动原理,利用斜面等)
(五)补充说明:实验中还需注意两点:
1、碰撞不单止两个物体相碰,原来连在一起的两个物体,由于具有相互
排斥的力而分开,也是一种碰撞。
例如:用细线将弹簧片拉成弓形,连接两个物体,在某一时刻将细线烧
上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念.
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
师:综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以
高中物理选修35教案

高中物理选修35教案
教学重点和难点:掌握35选修课程中的重要物理知识;能够灵活运用所学知识解决相关问题。
教学准备:教材、课件、实验器材等。
教学过程:
一、导入环节(5分钟)
通过提出一个开放性问题来引入本节课的内容,激发学生的兴趣和思考。
二、知识讲解(15分钟)
1. 35选修课程中的重要物理知识介绍。
2. 通过实例讲解如何应用这些知识解决相关问题。
三、实验探究(15分钟)
结合所学知识进行实验探究,让学生亲自动手操作,感受物理现象和规律,并从中学习。
四、练习与讨论(10分钟)
布置相关练习题,让学生进行个人练习,并在课堂上进行讨论和答疑。
五、课堂小结(5分钟)
对本节课的重点内容进行小结,并展望下节课的内容。
教学反思:通过本节课的教学,学生能够掌握35选修课程中的重要物理知识,能够运用这些知识解决相关问题。
同时,教师应根据学生的学习情况灵活调整教学方法和手段,使教学过程更加生动有趣,提高学生的学习积极性和主动性。
人教版高中物理选修3-5教学案:第十八章 第1节 电子的发现 -含答案

第1节电子的发现1.英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2.组成阴极射线的粒子——电子。
3.密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。
4.密立根实验发现:电荷是量子化的,即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
一、阴极射线1.实验装置:如图18-1-1所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极,A是金属环制成的阳极;把它们分别连在感应圈的负极和正极上。
图18-1-12.实验现象:玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。
3.阴极射线:荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的,这种射线被命名为阴极射线。
二、电子的发现1.汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据偏转情况,证明它是B(A.带正电B.带负电)的粒子流并求出了它的比荷。
(2)换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同。
证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。
(3)进一步研究新现象,不论是由于正离子的轰击,紫外光的照射,金属受热还是放射性物质的自发辐射,都能发射同样的带电粒子——电子。
由此可见,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元。
2.密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。
(2)电荷是量子化的。
3.电子的有关常量1.自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。
(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。
(×)(3)阴极射线在真空中沿直线传播。
(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。
(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。
(√)(6)电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值。
(×)2.合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电?提示:气体分子内部有电荷,正电荷和负电荷的数量相等,对外呈电中性,当分子处于电场中时,正电荷和负电荷受电场力的方向相反,电场很强时正、负电荷被“撕”开,于是出现了等量的正、负电荷,在电场力作用下做定向运动,气体就导电了。
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。
人教版高中物理选修3-5教学案:第十六章 第3节 动量守恒定律 -含答案

第3节动量守恒定律1.相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统,系统内部物体间的力叫内力。
2.系统以外的物体施加的力,叫外力。
3.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
一、系统内力和外力1.系统:相互作用的两个或多个物体组成的整体。
2.内力:系统内部物体间的相互作用力。
3.外力:系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
二、动量守恒定律1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
3.适用条件:系统不受外力或者所受外力矢量和为零。
4.普适性:动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
1.自主思考——判一判(1)如果系统的机械能守恒,则动量也一定守恒。
(×)(2)只要系统内存在摩擦力,动量就不可能守恒。
(×)(3)只要系统受到的外力做的功为零,动量就守恒。
(×)(4)只要系统所受到合外力的冲量为零,动量就守恒。
(√)(5)系统加速度为零,动量不一定守恒。
(×)2.合作探究——议一议(1)如果在公路上有三辆汽车发生了追尾事故,将前面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是内力,还是外力?如果将后面两辆汽车看作一个系统呢?提示:内力是系统内物体之间的作用力,外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。
如果将前面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力,是外力;如果将后面两辆汽车看作一个系统,最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力,是内力。
(2)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样?提示:动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广。
高中物理人教版选修3-5 19.1《原子核的组成》教案设计

原子核的组成教学目标1.在物理知识方面要求.(1)了解原子核的人工转变.了解它的方法和物理过程.(2)了解质子和中子是如何被发现的.(3)会写核反应方程式.(4)了解原子核的组成,知道核子和同位素的概念.2.掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程.从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力.3.通过发现质子和中子的历史过程,使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性.重点、难点分析1.重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成.在原子核的人工转变中发现了质子和中子,它是确定原子核组成的实验基础.2.用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程,是本节的难点.教具准备1.分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”.2.讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”.用投影幻灯、投影片.引入新课通过上一章的学习,我们已经知道,原子是由电子和原子核组成的,原子核处于原子的中心,体积很小,那么原子核有没有结构,它又是由什么组成的呢?下面我们就来学习这方面的知识.教学过程一、天然放射性现象1.放射性铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线,这种射线可以使包在黑纸箱里的照相底片感光.物体放射出射线的性质叫做放射性.深化升华射线是从原子核内部发出的,说明原子核不是最小结构,原子核可以再分.2.放射性元素具有放射性的元素叫做放射性元素.放射性并不是少数几种元素才有的.研究发现,原子序数大于或等于83的所有元素,都能自发地放出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性,元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象,现在用人工的方法也可以制造放射性同位素.记忆要诀原子序数大于等于83的所有元素都有放射性.原子序数小于83的元素,有的也具有放射性.3.天然放射性元素:能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素.虽然具有天然放射性元素的种类很多,但它们在地球上的含量很少.4.天然放射现象发现的意义:原子核具有复杂的结构,实际上人们认识到原子核具有复杂结构就是从天然放射性开始的.联想发散原子核内部的消息,最早来自天然放射现象.人们从破解天然放射现象入手,一步步揭开了原子核的秘密.如果一种元素具有放射性,那么不论它是以单质的形式存在,还是以某种化合物的形式存在,放射性都不受影响,也就是说,放射性与元素存在的状态无关,放射性仅与原子核有关.因此,原子核不是组成物质的最小微粒,也存在着一定结构.二、射线到底是什么1.研究方法:让放射线通过电场或磁场来研究其性质.把样品放在铅块的窄孔底上,在孔的对面放着照相底片,在没有磁场时,发现在底片上正对孔的位置感光了.若在铅块和底片之间放一对磁极,使磁场方向跟射线方向垂直,结果在底片上有三个地方感光了,说明在磁场作用下,射线分为三束,表明这些射线中有的带电,有的不带电,由三种粒子组成,如图所示.2.各种射线的本质和特性(1)α射线:卢瑟福经研究发现,α射线粒子带两个单位正电荷,质量数为4,即α粒子是氦核,其速度是光速的1/10,有较大的动能.特性:贯穿本领小,但电离作用强,能使沿途中的空气电离.(2)β射线:贝克勒尔证实,β射线是电子流,其速度可达光速的90%.特征:贯穿本领大,能穿透黑纸,甚至穿透几毫米厚的铝板,但电离作用较弱.(3)γ射线是一种波长很短的电磁波——光子流,是能量很高的电磁波,波长λ<10-10 m.特征:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,但电离作用最弱.学法一得 三种射线的区分:让三种射线同时穿过磁场,不发生偏转的是γ射线,因为其不带电,不受磁场的影响;偏转角度较小的是α射线,因为其质荷比q m 较大,根据公式r=qBmv可知偏转半径大,在磁场中的偏转角度较小.同理可知偏转角度较大的是β射线,因为其质荷比qm较小.并且它们的偏转方向不同,还可以根据左手定则和偏转方向判定其射线属于哪种射线.辨析比较 三种射线的比较三、原子核的组成 1.探究过程(1)卢瑟福的实验结论:卢瑟福用α粒子轰击氮核时,发现了一种新粒子,这种粒子带有一个单位的正电荷,其质量与氢原子的质量相近.随后人们又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出了同样的粒子(质子).(2)结论:质子是原子核的组成部分. (3)猜测:原子核只由质子组成.分析论证:如果原子核只是由质子组成,它的电荷数应该与质量数相等.这和绝大多数原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些的事实相矛盾,说明猜测错误.再猜测:原子核内还应该存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子,即中子. 实验验证:卢瑟福的学生在研究用射线轰击铍而产生的一种能量极高、贯穿能力很强的中性粒子时,证实中性粒子的质量与质子的质量近似相等,就是猜测的中子.构建模型:原子核由质子和中子组成.联想发散 中子的发现不仅使人们了解到原子核是由质子和中子组成,而且为科学家提供了轰击其他原子核时,不受静电斥力的最佳“炮弹”,使它有更多的机会和带电核发生碰撞.中子“炮弹”的利用,不仅为原子核物理的研究开辟了崭新的道路,也为后来核能的利用打下了基础.2.原子核的组成原子核由质子和中子组成.组成原子核的质子和中子通称为核子.质子带一个单位的正电荷,中子不带电,质子和中子质量几乎相等,都等于一个质量单位.学法一得 原子核的结构无法通过实验直接观察,只能通过科学的思维和研究方法进行间接研究.由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.3.原子核的电荷数原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍,通常用这个整数表示原子核的电荷量,叫做原子核的电荷数.通常用字母Z 表示.深化升华 原子核的电荷数,就是原子核内质子数,也就是这种元素的原子序数. 4.原子核的质量数原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个倍数叫做原子核的质量数,用字母A 表示.要点提示 原子核的质量数,就是原子核中的核子数. 5.原子核的符号(1)原子符号的通式:X AZ式中X 为元素符号,A 为原子核的质量数,Z 为原子核的核电荷数.如常见的碳原子核的质量数为12,质子数为6,则可表示为C 126,还可表示为12C ,碳12,碳12等.(2)各粒子的符号 ①α粒子(即氦核):He 42 ②质子(即氢核):H 11或P 11 ③中子:n 10 ④电子:e 01深化升华 (1)原子核中的两个整数①质量数A :等于质子数和中子数之和,即核子数; ②电荷数Z :等于质子数. (2)原子核中的两个等式①核电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=核外电子数; ②质量数(A)=核子数=质子数+中子数 6.同位素具有相同质子数而中子数不同的原子核,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素.原子核内的质子数决定了元素的化学性质,同种元素的质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数可以不同,所以它们的物理性质不同.例如氢的三种同位素:氕(H 11)、氘(H 21)、氚(H 31). (三)课堂小结1.原子核的人工转变是研究原子核内部结构的重要方法.2.为了了解原子核的内部结构,卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的实验.即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的基本方法.3.用α粒子轰击原子核的核反应过程是α粒子先与被轰击的原子核形成新的不稳定的复核,然后复核立即衰变放出质子并形成新核.4.质子是原子核的组成部分.。
人教版高中物理选修3-5教案:17.3+粒子的波动性+

17.3 崭新的一页:粒子的波动性★新课标要求(一)知识与技能1.了解光既具有波动性,又具有粒子性。
2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3.知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
(二)过程与方法1.了解物理真知形成的历史过程。
2.了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。
3.知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
(三)情感、态度与价值观1.通过学生阅读和教师介绍讲解,使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就,需要经过一个较长的历史发展过程,不断得到纠正与修正。
2.通过相关理论的实验验证,使学生逐步形成严谨求实的科学态度。
3.通过了解电子衍射实验,使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。
★教学重点实物粒子和光子一样具有波粒二象性,德布罗意波长和粒子动量关系。
★教学难点实物粒子的波动性的理解。
★教学方法学生阅读-讨论交流-教师讲解-归纳总结★教学用具:课件:PP演示文稿(科学家介绍,本节知识结构)。
多媒体教学设备。
★课时安排 1 课时★教学过程(一)引入新课提问:前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础。
学生阅读课本、思考后回答:光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。
在不同条件下表现出不同特性。
(分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。
点评:让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结,形成正确观点。
教师:原来我们不能片面地认识事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?学生举例说明:例如哲学中对事物的辨正观点等。
点评:培养学生对事物或规律的全面把握,并与与其他学科进行横向渗透联系。
(二)进行新课1、光的波粒二象性教师:讲述光的波粒二象性。
在学生的辨析说明下进行归纳整理。
(1)我们所学的大量事实说明:光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的,是不同条件下的表现,光子的行为服从统计规律。
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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=mΔυ= mυ2- mΔυ1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:m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′(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v 0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v 0为正向,根据动量守恒定律,有(M +2m )v 0=Mv +mv -mv 解得:v =(1+Mm 2) 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/s 2)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。
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 tt p p t t mv v m v t v v m -'-'=-'-'=-'-'= v ′ v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Mh 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221c e v m c eU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。