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文档简介
动量【教学目标】1.明确探究碰撞中的不变量的基本思路。2.掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法。3.掌握实验数据处理的方法。4.理解动量的概念。【教学重难点】1.通过实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量。2.动量的概念。【教学方法】教师由浅入深启发、引导,学生自主学习,小组合作探究进行实验,讨论、交流、反馈、质疑、补充、展示、总结学习成果。【教学用具】投影仪,多媒体辅助教学设备;完成该实验的实验器材,如气垫导轨、滑块等。【教学过程】一、创设情境,引入课题教师播放打台球的视频(ppt展示)思考:(1)生活中常见的碰撞有哪些?(2)我们曾经探究过哪些守恒量?演示实验:使用碰撞摆,拉起1个让其与另一个小球相碰撞,观察碰撞前后的对称运动现象。为什么碰撞后小球的运动状态会交换?这个现象提示我们碰撞前后各有什么物理量保持不变?二、新课教学(一)寻求碰撞中的不变量碰撞比较复杂,初步研究应简化模型(多媒体展示)简化模型:碰前:m1,v1,m2,v2碰后:m1,v1′,m2,v2′(板书)问题:(1)要想保证碰撞v1,v2满足什么样的关系?(2)想让问题更简单,v2等于多少?我们称简化之后的模型为一维碰撞,请学生总结一维碰撞。问题:碰撞过程和运动有关的物理量有哪些?再次猜想碰撞中的不变量(猜想假设得出与质量、速度有关)小组讨论一:测量物体的速度可以有哪些方法?小组讨论二:(1)如何保证碰撞是一维的?(2)如何保证碰撞前后为匀速运动?如何检验?(3)小车最初状态如何?光电计时器测出的三个速度分别代表谁?1.实验器材:滑轨、光电计时器、电子秤、小车(两个)等。2.实验过程:(1)测质量:用电子秤测出小车的质量m1、m2。(2)安装:正确安装好光电计时器和滑轨。(3)实验:接通电源,让质量小的小车在两个光电门之间,给质量大的小车一个初速度去碰撞质量小的小车,利用配套的光电计时器测出两个小车各种情况下碰撞前后的速度v1、v1′、v2′。(4)填写实验表格,验证一维碰撞中的守恒量(附在后面)。碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度v1=v2=v1′=v2′=mvm1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′=mv2m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2=(二)动量我们最终得出什么实验结论?从实验的数据可以看出,此实验中两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度(矢量,要考虑方向)的乘积之和却基本不变。课后小实验:你能否设计其它的方法进行探究?教师:上面的实验提示我们,对于发生碰撞的两个物体来说,它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到,mv这个物理量具有特别的意义。物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量,用字母p表示:p=mv动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的,是千克米每秒,符号是kg·m/s。动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同。【例题】一个质量为的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少?分析:动量是矢量,虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化,但速度的方向变化了,所以动量的方向也发生了变化。为了求得钢球动量的变化量,需要先选定坐标轴的方向,确定碰撞前后钢球的动量,然后用碰撞后的动量减去碰撞前的动量求得动量的变化量。解:取水平向右为坐标轴的方向。碰撞前钢球的速度为6m/s,碰撞前钢球的动量为p=mv=×6kg·m/s=·m/s碰撞后钢球的速度v′=-6m/s,碰撞后钢球的动量为p′=mv′=-×6kg·m/s=-·m/s碰撞前后钢球动量的变化量为Δp=p′-p=(--)kg·m/s=-·m/s动量的变化量是矢量,求得的数值为负值,表示它的方向与坐标轴的方向相反,即Δp的方向水平向左。【达标检测】1.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,为了顺利地完成实验,入射球质量为m1,被碰球质量为m2,二者关系应是(D)A.m1>m2B.m1=m2C.m1<m2D.以上三个关系都可以2.两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前(C)A.两球的质量相等B.两球的速度大小相同C.两球的质量与速度的乘积之和的大小相等D.以上都不能断定3.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选__________段来计算A的碰前速度,应选_________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。(2)已测得小车A的质量m1=,小车B的质量m2=,由以上测量结
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