高中物理选修3-5全套教案.doc

1、161 实验：探究碰撞中的不变量新课标要求（一）知识与技能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（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

2、4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。教学重点碰撞中的不变量的探究教学难点实验数据的处理教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等课时安排1 课时教学过程（一）引入新课课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变

3、化也不一样师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）（二）进行新课1实验探究的基本思路11 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动这种碰撞叫做一维碰撞课件：碰撞演示如图所示，A、B 是悬挂起来的钢球，把小球 A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度 a，放开后 A 球运动到最低点与 B 球发生碰撞，碰后 B 球摆幅为 角如两球的质量 mA=mB，碰后 A 球静止，B 球摆角 =，这说明 A、 B 两球碰后交换了速度；如果 mAmB，碰后 A、B 两球一起向右摆动； 如果 mAmB，碰后 A

4、 球反弹、B 球向右摆动师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明 A、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当 A、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同12 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为 m1、m 2，碰撞前它们速度分别为 v1、v 2，碰撞后的速度分别为 、 1v2规定某一速度方向为正碰撞前后速度的变化和物体的质量 m 的关系，我们可以做如下猜测：（1） 2121vvm（2） （3） 2121vv分析：碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”必须在各种碰撞的情况下都不改变

5、的量，才是我们追寻的不变量2实验条件的保证、实验数据的测量21 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;22 用天平测量物体的质量；23 测量两个物体在碰撞前后的速度师：测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论。总结：速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件课件：参考案例一种测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为 L气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿

6、过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在 L 的位移上运动了时间 t，所以滑块匀速运动的速度 v=L/t3实验方案31 用气垫导轨作碰撞实验（如图所示）实验记录及分析（a-1）碰撞前 碰撞后质量 m1=4 m2=4 m1=4 m2=4速度 v1=9 v2=0 =3v=6vmv 21mv2 21vvv/m 21m21m实验记录及分析（a-2）碰撞前 碰撞后质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2速度 v1=9 v2=0 =4.5v=9vmv 21mv2 21vvv/m 21m21m实验记录及分析（a-3）碰撞前 碰撞后质量 m1=2 m2=4 m1=2 m2=4速度 v1=6

7、 v2=0 = -2v=4vmv 21mv2 21vvv/m 21m21m实验记录及分析（b）碰撞前 碰撞后质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2速度 v1=0 v2=0 = 2v= - 4vmv 21mv2 21vvv/m 21m21m实验记录及分析（c）碰撞前 碰撞后质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2速度 v1=9 v2=0 =6v= 6vmv 21mv2 21vvv/m 21m21m32 用小车研究碰撞将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车 A 运动，小车 B 静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两

8、个小车连接成一体（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。（三）课堂小结1基本思路（一维碰撞） 与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？2需要考虑的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞；物体质量的测量（天平）；碰撞前后物体速度的测量（利用光电门或打点计时器等）。（四）作业：“问题与练习”1、2 题教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。162 动量守恒定律（一）新课标要求（一）知识与技能理解动量守恒定律的确切含义和表达

9、式，知道定律的适用条件和适用范围（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方法教师启发、引导，学生讨论、交流。教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备课时安排1 课时教学过程（一）引入新课上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后 m的矢量和保持不变，因此 m很可能具有特别的物理意义。（二）进行新课1动量（momentum ）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.

10、单位：kgm/s 读作“ 千克米每秒” 。理解要点：状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念.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及这个效果发生的方向，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

11、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= pp 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：p= m= m2- m1 矢量差【例 1（投影）】一个质量是 0.1kg 的钢球，以 6m/s 的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，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有没有变化？变化了多少？【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】2系统 内力和外力【学生阅读讨论，什么是系统？什么是内力和外力？】（1）系统：相互作用

12、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教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解分析上节课两球碰撞得出的结论的条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说 m1 和 m2 系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。3动量守恒定律（law of conservation of momentum）（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：m 11+ m22= m11+ m

13、 22（2）注意点： 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； 同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） 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；思考与讨论：如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒？说明理由。分析：此题重在引导学生针对不同的对象（系统），对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。通过此题，让学生明白：在学习物理的过程中，重要的一

14、项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。【例 2（投影）】质量为 30kg 的小孩以 8m/s 的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为 90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。解：取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。规定小孩初速度方向为正，则：相互作用前：v 1=8m/s，v 2=0，设小孩跳上车后他们共同的速度速度为 v ，由动量守恒定律得m1v1=(m1+m2) v 解得 v = =2m/s，21数值大于零，表明速度方向与所取正方向一致。（三）课堂小结教师活动：让学生概括总结本节的内

15、容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。AB学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）作业：“问题与练习”2、3、4 题课后补充练习1一爆竹在空中的水平速度为 ，若由于爆炸分裂成两块，质量分别为 m1 和 m2，其中质量为 m1 的碎块以 1 速度向相反的方向运动，求另一块碎片的速度。2小车质量为 200kg，车上有一质量为 50kg 的人。小车以

16、 5m/s 的速度向东匀速行使，人以 1m/s 的速度向后跳离车子，求：人离开后车的速度。（5.6m/s ）163 动量守恒定律（二）新课标要求（一）知识与技能掌握运用动量守恒定律的一般步骤（二）过程与方法知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。（三）情感、态度与价值观学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。教学重点运用动量守恒定律的一般步骤教学难点动量守恒定律的应用教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备课时安排1 课时教学过程（一）引入新课1动量守恒定律的内容是什么？2分析动量守

17、恒定律成立条件有哪些？答：F 合 =0（严格条件）F 内 远大于 F 外 （近似条件）某方向上合力为 0，在这个方向上成立。（二）进行新课1动量守恒定律与牛顿运动定律师：给出问题（投影教材 11 页第二段）学生：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。（教师巡回指导，及时点拨、提示）推导过程：根据牛顿第二定律，碰撞过程中 1、2 两球的加速度分别是， 1mFa2a根据牛顿第三定律，F 1、F 2 等大反响，即F1= - F2所以 21a碰撞时两球间的作用时间极短，用 表示，则有t， tva11 tv22代入 并整理得21ma2121vmv这就是动量守恒定律的表达式。教师点评：动量守恒定律的重要意义从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。（另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。）从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生 衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930 年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到 1956 年人们才首