2022年公开课教案1动量与能量

1、专题复习：动量与能量2022 年 4 月 26 日星期五高三（ 19）班一：【教学目标】（一）学问与技能 1. 能敏捷选取讨论对象,正确分析物理过程；2. 能从动量和能量的角度去综合分析和解决一些力学问题；3. 复习本专题复习要着重提高同学建模才能,将物理问题通过分析、推理利用知 识点转化数学问题,然后利用数学学问解决物理问题的综合解题才能；（二）过程与方法 1通过专题复习,把握动量、 能量综合问题的分析方法和思维过程,提高解决学科 内综合问题的才能；2能够从实际问题中猎取并处理信息,实际问题的才能；（三）情感态度与价值观把实际问题转化成物理问题, 提高分析解决培育同学不畏困难的精神,通过不同

2、解题方法的应用使同学在讨论和归纳的过程中 感性地体验和懂得物理变化及其规律； 这样同学最终不仅可以更深化地懂得物理学的规律,而且可以受到科学方法和科学精神的熏陶,具有独立探究与合作沟通相结合的意识；【教学重点】 着重提高同学建模才能,把握动量、能量综合问题的分析方法和思维过 程,提高解决学科内综合问题的才能；【教学难点】 物理问题通过分析、推理利用学问点转化数学问题的综合解题才能【教学方法】 分析法、讲授法、讲练结合,运算机帮助教学二：教学过程：（一）、高考如何考？提问同学,得出结果：高考考查运算题为主,讨论物体的相互作用过程 动量与能量关系；（二）、学问概要 冲量是力对时间的积存,其作用成效

3、是转变物体的动量；功是力对位移的积存,其作用成效是 转变物体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是缘由和结果的关系,对此,要像熟识力 和运动的关系一样熟识；在此基础上,仍很简单懂得守恒定律的条件,要守恒,就应不存在引起改 变的缘由；能量仍是贯穿整个物理学的一条主线,从能量角度分析摸索问题是讨论物理问题的一个 重要而普遍的思路；力对力时冲量动量守恒定律间I=Ft动量定理系统所受合力为的Ft=mv2-mv1零或不受外力m1v1+m 2v2=m 1v1 +m 2v2积累动量牛顿其次定律效p=mv的F=ma 应功： W=FS cos积累力瞬时功率： P=Fv cos动能定理和平均功率：PWFvc

4、os对效tWA12 mv 212 mv 1位动能22移机械能Ek1 mv 22机械能守恒定律的积累势能Ek1+E P1=E k2+E P2效应重力势能： Ep=mgh E = E弹性势能应用动量定理和动能定理时,讨论对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统,而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时,讨论对象必定是系统；此外,这些规律都是运用于物理过程,而不是对于某一状态（或时刻）；因此,在用它们解题时,第一应选好讨论对象和讨论过程；对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便；选取时应留意以下几点：1选取讨论对象和讨论过程,要建立在分析物理过程的基础上；临界状态往往应作为讨论过

5、程的开头或终止状态；2要能视情形对讨论过程进行恰当的抱负化处理；3可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来讨论,有时这样做,可使 问题大大简化；4有的问题,可以选这部分物体作讨论对象,也可以选取那部分物体作讨论对象；可以选这个 过程作讨论过程,也可以选那个过程作讨论过程；这时,首选大对象、长过程；确定对象和过程后,就应在分析的基础上选用物理规律来解题,规律选用的一般原就是：1对单个物体,宜选用动量定理和动能定理,其中涉准时间的问题,应选用动量定理,而涉及 位移的应选用动能定理；2如是多个物体组成的系统,优先考虑两个守恒定律；3如涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的,

6、要考虑应用能量守恒定律；（三）、常见模型回忆1.两弹性小球碰撞： （或弹性限度内的轻弹簧）引导同学认真分析碰撞的全过程：m1v1 v v1 / v2 / 例题1：设光滑水平面上,质量为的物体 A 以速度 v1 向质量为 m2 的静止物体B 运动, B 的左端连有轻弹簧；在位置 A、B 刚好接触, 弹簧开头被压缩, A 开头减速,B 开头加速；到位置A、B 速度刚好相等（设为v）,弹簧被压缩到最短；再往后A、B 开头远离,弹簧开头复原原长,到位置弹簧刚好为原长,过程系统动量守恒；机械能守恒；这种碰撞叫做A、B 分开,这时A、B 的速度分别为v 和v2；全弹性碰撞 ；由系统动量守恒和机械能守恒可以

7、证明A、B 的最终速度分别为：v1m1m2v1,v2m2m12v1；（这个结论最好背下来,以后m1m21m常常要用到； ）引导同学摸索：如 AB 都有初速度又如何？此种物理模型的变式训练 1：在光滑的水平面上,质量为 m1 的小球 A 以速率 v0 向右运动；在小球的前方 O 点处有一质量为 m2 的小球 B 处于静止状态,如下列图；小球 A 与小球 B 发生正碰后小球 A、B 均向右运动；小球 B 被在 Q 点处的墙壁弹回后与小球 A 在 P 点相遇, PQ=1.5PO；假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比 m1m2；A v0 B O P Q 21（提示：两小球

8、碰撞后到再次相遇,小球A、B 的速度大小保持不变,通过的路程由题目可知AB 之比为 14,因此球 A 和小球 B 在碰撞后的速度大小之比为 14；由碰撞过程的动量守恒和机械能守恒列式求解可得；）最好用上面的结论 引导同学摸索：再次碰撞后又会如何运动？2. 子弹打木块类问题：v0 例题 2：如图 质量为 m 的子弹以初速度v0 射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块,v1s2s1 d v 1；a；未击穿木块子弹和木块最终不再分开,以共同速度运动 ,这种碰撞叫 完全非v2m 1m 1弹性碰撞 ；系统 动量守恒, 机械能不守恒 ；可以证明, A、B 最终的共同速度为m 2在完全非弹性碰撞过程中,

9、系统的动能缺失最大,为： EK=fd12 mv 01Mmv22Mmm2 v 022Mb；击穿木块 射穿木块,这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等,这种碰撞叫 非弹性碰撞 ；但穿透过程中系统动量仍旧守恒 , 机械能不守恒 ；系统动能缺失仍旧是 EK= f d=E 初-E 末（这里的 d 为木块的厚 度）此种物理模型的变式训练 2：如图,一质量为 M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h；一质量为 m的子弹以水平速度v0射入物块后, 以水平速度 v0/2 射出；重力加速度为 g；求：（ 1）此过程中系统缺失的机械能；（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离；解：（1）设子弹穿过物块后的速

10、度为V,由动量守恒得（3 分）mv0mv0MV （3 分）2解得：Vmv 0 2 M系统缺失的机械能为：E12 mv 01mv021MV2 2222由两式可得：E13m2 mv 0 （3 分）8M（2）设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,就：h1 gt 22 （2 分）sVt （ 2 分）由三式可得：smv0h （2 分）M2g引导同学摸索：假如子弹留在木块中有如何？或木块离桌子边缘有肯定距离有如何？3物块与平板间的相对滑动（或物块与平板车）系统 动量守恒,机械能不守恒；类似 非弹性碰撞或完全非弹性碰撞,留意其 物理过程、物理情景的分析；特殊是对位置移与相对位移关系；

11、例题 3：如下列图,一质量为M 的平板车B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m 的小 v0,使 A 开头木块 A,mM,A、B 间动摩擦因数为 ,现给 A 和 B 以大小相等、方向相反的初速度向左运动, B 开头向右运动,最终A 不会滑离 B,求：（1）A、B 最终的速度大小和方向；（2）从地面上看,小木块向左运动到离动身点最远处时,平板车向右运动位移大小；解析：（ 1）由 A、B 系统动量守恒定律,设向右为正得：Mv0-mv0=（M+m）v 所以 v= M mv0 方向向右M m（2）A 向左运动速度减为零时,到达最远处,此时板车移动位移为 s,速度为 v,就由动量守恒定律得：Mv0-m

12、v0=Mv对板车应用动能定理得：- mgs=1mv2-1mv02 22联立解得：s=2Mmv02 2mg引导同学摸索：平板车最小长度为多少？此种物理模型的变式训练 3：如下列图, 两块厚度相同的木块 A 和 B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为 mA 0 . 5 kg,mB 0 . 3 kg,它们的下底面光滑,上表面粗糙,摩擦因素为 =0.5；另有一质量 mC 0 1. kg 的滑块 C（可视为质点） ,以 vC 25 m / s 的速度恰好水平地滑到 A 的上表面,如下列图,由于摩擦,滑块最终停在木块 B 上, B 和 C 的共同速度为 3.0m/s,重力加速度为g=10m/s2,求：

13、（1）木块 A 的最终速度 v ； （2）滑块 C 离开 A 时的速度解析：（ 1）由 A、B、C 系统动量守恒定律,设向右为正得：mCvC =（mB+mC）v+m AvA 得 vA =2.6m/s v ；（3）木块 A 的长度 L？2 对于开头到滑块 C 离开 A 过程, 由 A、B、C 系统动量守恒定律得mCvC =（mA+mB） vA+m C v C解得 v C =4.2m/s 3有能量守恒得- mCgL= 1 mCvC2-1mC vC 2 -1 （ mA +mB）vA 22 2 2解得 L=55.3m 引导同学摸索：如地面也粗糙又如何？4 、 1/4 光滑圆弧此种类型模型系统水平方向动

14、量守恒,全过程机械能也守恒；例题 4： 质量为 M 的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上；质量为 m 的小球以速度 v1 向物块运动；不计一切摩擦,圆弧小于升到的最大高度 H 和物块的最终速度 v；90 且足够长；求小球能上解析：系统水平方向动量守恒,全过程机械能也守恒；v1 小球上升过程中,由水平系统动量守恒得：mv1 M m v2由系统机械能守恒得：12 mv 1 2 12 M m v 2mgH 解得 H2 M Mv 1m g 全过程系2 m统水平动量守恒,机械能守恒,得 vM m v 1引导同学摸索：如该圆弧为四分之一圆弧,小球速度够大可以飞出圆弧后的运动如何？此种物理模型的变式训练

15、4：如下列图,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,在最低点 B 与水平轨道 BC 相切, BC 的长度是圆弧半径的 10 倍,整个轨道处于同一竖直平面内；可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出；已知物块到C 达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9 倍,小车的质量是物块的3 倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失；求：物块开头下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧A 半径的几倍？物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数 ；解析：（1）设物块的质量为m,其

16、开头下落处的位置距BC的竖直高度为B h,到达 B 点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R；由机械能守恒定律,1 有： mgh= 2 mv2依据牛顿其次定律,有：2 v 9mgmg=m R解得 h=4R 就物块开头下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4 倍；（2）物块滑到C点时与小车的共同速度为v ,依题意,小车的质量为3m,BC长度为 10R；由动量守恒定律,有mv=m+3mv 对物块、小车系统应用能量守恒定律,有1 10 mgR= 2 mv21 2 m+3mv2即 0.3 引导同学摸索：如没有左边的墙物体的运动情形又如何呢？试试自己编一道题目；4反冲问题（人船模型）在某些情形下,原

17、先系统内物体具有相同的速度,发生相互作用后各部分的末速度不再相同而 分开；这类问题相互作用过程中系统的动能增大,有其它能向动能转化；可以把这类问题统称为反 冲；例如： 质量为 m 的人站在质量为M,长为 L 的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边；当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远？解析：先画出示意图；人、船系统动量守恒,总动量始终为零,所以人、船动量大小始终相等；从图中可以看出,人、船的位移大小之和 等于 L；设人、船位移大小分别为 l1、l 2,就：mv1=Mv2,两边同乘时间 t, ml1=Ml 2,而 l1+l 2=L,l 2 m L M m 点评：应当留意到：此结论与人在船上行走的

18、速度大小无关；不论 是匀速行走仍是变速行走,甚至来回行走,只要人最终到达船的左端,那么结论都是相同的；以上列举的人、船模型的前提是系统初动量为零；假如发生相互作用前系统就具有肯定的动量,就不能再用 m1v1=m2v2 这种形式列方程,而要用【课堂小结】： 学问整合m1+m2v0= m1v1+ m2v2 列式；力的观点与动量观点和能量观点称作解决力学问题的三个基本观点；其实它们是从三个不同的角度来解决力与运动的关系；解决力学问题时,选用不同的观点,处理问题的难易、繁简程度可能有很大差别,但在许多情形下,要三个基本观点结合起来使用,才能快速、有效地解决力学问题；同时一般题目中也可以是上面的几种模型

19、结合,我们只要用庖丁解牛的思路将它分解模型就可以迎刃而解了；仍要留意高考中电磁学问题实际上许多时候也是力学问题,可以说力的观点与动量观点和能量观点贯串整个高中物理；【课后作业】 才能提高题【一题多解练习】如下列图,一质量为M、长为 L 的长方形木板B 放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为Bm的v0 Av0 小木块 A,mM；现以地面为参照系,给A 和 B 以大小相等、方向相反的初速度,使 A 开头向左运动,B 开头向右运动,但最终A 刚好没有滑离B 板；（1）如已知 A和 B的初速度大小为v0,求它们最终的速度大小和方向. （2）如初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处（从地面上

20、看）离动身点的距离. 方法 1、用牛顿其次定律和运动学公式求解；方法 2、用动能定理和动量定理求解；方法 3、用能量守恒定律和动量守恒定律求解；解题方法与技巧：方法1、用牛顿其次定律和运动学公式求解；v,A刚好没有滑离B 板,表示当A滑到 B 板的最左端时,A、B 具有相同的速度,设此速度为经过时间为t ,A、B 间的滑动摩擦力为f ；如图所Bv0 v0 L 0 示；L 1 对 A 据牛顿其次定律和运动学公式有：f =maA,L2=v0t1aAt2, v=- v0+aAt ；L 2 2对 B 据牛顿其次定律和运动学公式有：f =MaB,L0v0t1aBt2,v=v0- aBt ；2由几何关系有：L0+L2=L；由以上各式可求得它们最终的速度大小为vMm. v0,方向向右；L 12 v 0AmML；MmfL2mMv20Mm对 A,向左运动的最大距离为2 a4 M方法 2、用动能定理和动量定理求解；A刚好没有滑离 B 板,表示当 A滑到 B 板的最左端时,A、B 具有相同的速度,设此速度为 v,经过时间为 t , A 和 B 的初速度的大小为 v0,就据动量定理可得：对