动量和动量定理 教案- 高二下学期物理人教版选修3-4

第2节动量一、教材分析动量是高中物理的重要组成部分，是解决物理问题的重要途径，是无数课改专家想回避却又无法回避的内容。想回避，是因为它看上去可以不要，用运动学和能量的方法解决物理问题似乎足矣。不能回避，是因为动量守恒是自然界的普适定律，无论宏观微观、高速低速均成立，是最早发现的守恒定律，是研究近代物理的必备工具，如果不学习动量，大学物理将寸步难行。运用动量守恒解决实际问题时，只需考虑物体作用前后的动量，不需考虑相互作用的细节过程。这是动量守恒的特点和有点，同时又为高中生开辟了一条新的思维途径，但正是因为新，所以学生不熟悉，特别容易和能量混淆。所以在新课教学时，要多对比动量和能量，动量定理和动能定理，动量守恒和能量守恒。上一节为碰撞，通过碰撞的演示和实验，探究了碰撞过程中的守恒量，发现了碰撞过程中动能是不一定守恒的，知道了弹性碰撞、非弹性碰撞的分类。本节承接第一节内容，继续研究碰撞中的守恒量——动量，以及它守恒的条件和一些简单的运用。二、教学目标要求、重点和难点（一）教学目标：知识与技能1．知道碰撞中的守恒量是动量，了解动量守恒的条件；2．能从牛顿第二定律和运动学公式，推导出动量守恒定律；3．知道动量守恒的条件，会用动量守恒解决简单的物理问题。 过程与方法1．体会一个物理概念建立的过程，一个物理量定义的过程；2．通过推导动量守恒定律的过程，培养逻辑推理能力。情感态度与价值观1．了解笛卡尔、惠更斯、牛顿等对动量的完善和发展，体会物理学家为物理体系的完善进行的不懈努力。2．培养将物理知识、物理规律进行横向比较与联系的习惯，养成自主构建知识体系的意识。3．学会用动量守恒定律解释现象，锻炼同学理论联系实际、学以致用的能力情感态度与价值观。（二）教学重点、难点：教学重点1．动量概念的建立；2．动量守恒的条件；3．动量守恒的应用。教学难点1．在没有学习动量定理的情况下，不易讲清动量守恒的适用条件；2．动量守恒的应用。三、教学过程(一)复习1．开场上节课我们学了碰撞，碰撞的典型例子就是打台球。所以有学生下来就对我说，张老师，你打台球肯定特别厉害。我说为什么呀？你不是研究碰撞的吗？有道理。有同事电脑坏了，找我说，张老师，你们物理不是要学电路吗，你肯定会修电脑。运动会老师也要参加，他们给我报了个项目，铅球，理由是你们物理不是要讲抛体运动吗，铅球你肯定没问题。台球我会打，但是打得不好；电脑我可以修，但是修得不全；铅球我也能丢，但是丢得不远。我是君子动口，不动手。话说，很早以前，人们就开始寻找碰撞中的守恒量，为此人们还制作出了牛顿摆来演示神奇的碰撞。活动1：放牛顿摆的视频。2．复习引入在碰撞中，一个物体撞了另一个物体，它们之间传递了什么呢？或者说什么是守恒的呢？最开始人们以为是速度，后来发现不是。是动能吗？活动2：放弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞的动画，并阐述。我们知道了在碰撞中，动能可能变，也可能不变。动能不变的叫弹性碰撞，动能变小了的叫非弹性碰撞，其中碰了粘在一起的动能损失最大，叫完全非弹性碰撞。活动3：通过上一节的实验，我们得出碰撞中的守恒量是（）A.v B.mv C.mv2 D.m/v（答案：B）经过很多科学家的努力，比如伽利略、笛卡尔、惠更斯，最终由牛顿给出了动量定义，他定义物体质量和速度的乘积叫做物体的动量，用公式P=mv表示。(二)新课教学1．动量⑴定义：P=mv。动量只和物体的质量和速度有关，所以单位也由它们两个决定。⑵单位：kg·m/s⑶理解：这两个量中，物体是物体的固有属性，一般是不变的，那重点就是看速度了。速度是矢量，所以动量也是矢量，方向与速度方向一样。速度朝什么方向，动量就朝什么方向。速度变动量就变，不管是大小还是方向。比如，在匀速圆周运动中，动量变不变？速度具有瞬时性，不同时刻速度可能不同，那么动量也就不同。所以对于动量我们必须明确是哪一时刻、哪一位置的的动量。速度与参考系的选择有关，选不同的参考系速度不一样，为了避免造成混乱，我们在研究动能和动量的时候，都是以地面为参考系。也就是说高中阶段我们不讲相对动能、相对动量，均以地面为参考系。活动1：下列关于动量的说法中，正确的是（）A．物体的动量越大，其速度一定越大

B．动量大的物体的速度比动量小的物体的速度大

C．动量大的物体的惯性也大

D．物体的速度变化了，其动量一定发生变化（答案：D）活动2：在水平面上有甲、乙两滑块，其质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg，且沿同一直线运动。若以甲运动的方向为正方向，则甲的速度v1=10.0m/s，乙的速度v2=﹣5.0m/s.⑴滑块甲的动量大小是，方向；⑵滑块乙的动量大小是，方向.（答案：(1)10kg·m/s，沿正方向；(2)﹣10kg·m/s，沿负方向）思考引入动量守恒：在活动2中，两滑块动量等大反向，若中间有橡皮泥，撞后粘在一起，它们将怎么样？2．动量守恒定律引入：演示一般碰撞，思考碰撞前后动量守恒吗？如果守恒，表达式应该怎么样？⑴理论推导：用牛顿定律推导动量守恒定律。⑵内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，则这个系统的总动量保持不变。表达式：m1v1﹢m2v2=m1v1′﹢m2v2′动量守恒是最早发现的一条守恒定律，是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既适用于宏观物体，也适用于微观粒子；既适用于低速运动物体，也适用于高速运动物体。活动1：碰后粘在一起，求共同速度？答案：m1v1+m2v2=(m1+m2)v共⇒v共=6m/s活动2：碰后m2速度为3m/s向右，求碰后m1的速度？答案：m1v1﹣m2v2=m1v1′+m2v2′⇒v1′=﹣4m/s⑶适用条件：

①系统不受外力或所受合外力为零。

②系统合外力不为零，但内力远大于外力，认为守恒。③系统合外力不为零，但某一方向上合外力为零，则在这一方向上动量守恒。⑷动量守恒的判断和应用例1：光滑地面，子弹在极短时间内打入木块后，随木块一起向右压缩弹簧。

⑴子弹打入过程，动量是否守恒？

⑵打入后压缩弹簧的过程中，动量是否守恒？

（答案：(1)守恒；(2)不守恒）例2：光滑地面，A、B两物体质量均为m，B静止在地面上，A以速度v0向右运动。求弹簧的最大弹性势能？

答案：mv0=2mv共⇒v共=eq\f(1,2)v0eq\f(1,2)mv02=eq\f(1,2)·2mv共2+E弹⇒E弹=eq\f(1,4)mv02例3：光滑地面上，A、B静止在地面上，中间连接着一根轻弹簧。子弹质量m，速度v0打入A物体，已知mA=3m，mB=4m，求弹簧的最大弹性势能？

答案：mv0=(m+mA)v1,mv0=(m+mA+mB)v2E弹=eq\f(1,2)(m+mA)v12﹣eq\f(1,2)(m+mA+mB)v22⇒E弹