动量教案(4)

2019-01-19 12:24

本节重点掌握以下内容:

(1)动量守恒定律针对一个合外力为零的系统,使用时应在物理过程中找

一个合外力为零的系数及有关状态列出方程.

(2)使用动量守恒定律解题一般可以规定正方向,引入正负号,把矢量运

算转化为代数运算.

(3)解同一道题有时可以选若干个系统和若干个相关的状态,注意系统与

系统、状态与状态之间的联系.

(4)认真细致地搞清物理图景,摸清物理过程的发展和演变规律,针对不

同的发展变化阶段,适用相关的规律列出方程.

(5)解决较复杂的习题,需要动量守恒定律和前后相关的物理规律的综合

应用,使用时要注意规律间的联系和使用条件方法上的区别.

3.课后追忆

下课后要及时记录学生活动的基本情况;课堂总体效果,要记录没有估计到的突发情况及采取的措施,并分析进一步改进设想.

三、磁撞的复习 1.引入复习课题 教师活动

(1)物体和物体发生互相作用的过程,也叫碰撞过程,不同的碰撞过程能

量的转化情况有所不同.

(2)在不同的碰撞过程中,除动量守恒外,还可以综合利用能量的转化规

律联合解题.为方便计,根据能量转化情况可把碰撞分为三种类型,即弹性碰撞、完全非弹性碰撞,以及非弹性碰撞.

(3)有些碰撞可与以上三种碰撞相类比.下面从碰撞的两个阶段及能量的

转化规律认识三种类型的碰撞.

[例1] 在光滑的水平面上,有质量分别为m1、m2的两个物块,分别以速

度v1、v2向右运动,v1>v2,m2左侧固定有轻弹簧(图1-6-9).求

(1)弹簧的最大弹性势能.

(2)弹簧被压缩又回复到原长时,m1、m2 的速度分别为多大?

学生活动

学生认真审题后,应想象出m1、m2的全部碰撞过程.为使学生注意到碰撞过程

中的每个细节,提出以下几个问题启发学生思考:

①m1、m2压缩弹簧的过程中,它们的速度大小是如何变化的,能量是如何转

化的?

②弹簧弹性势能最大时两物速度大小有何关系? ③弹簧回复形变过程中两物速度又如何变化? ④在全部过程中,m1、m2组成的系统动量守恒吗? ⑤什么时候系统的动能总和不变? 经过启发思考让学生回答以上问题:

①弹簧压缩过程中,v1变小,v2变大,系统动能转为弹簧的弹性势能. ②弹簧弹性势能最大时两物达共同速度,形变阶段结束.

③弹簧回复形变过程中,m2继续加速,m1减速,关于m1的运动情况暂不做详

细分析,留到以后解决.

④整个过程系统的总动量始终守恒.

⑤系统的机械能守恒,只有在弹性势能一定的状态,动能总和才是一定的.例如常利用弹性势能为零时动能守恒规律解题.

以上各条规律应尽量由学生分析总结得出,教师只起启发引导作用. 通过思考以上问题由学生求出最大弹性势能:由 m1v1+m2v2=(m1+m2)v共,

则最大弹性势能

设弹簧又回复原长时m1、m2的速度分别为v′1、v′2,则有

学生思考解出答案以后,教师做如下总结概括,通过本题解答分析,引出弹性碰撞的实质.

弹性碰撞:例1这样的碰撞有完整的形变阶段和回复形变过程,形变回复后

动能总和守恒的碰撞叫弹性碰撞。

此类碰撞遵守两个守恒,即

为计算上的方便,可将方程①、②相除,得

v1+v′1=v2+v′2

平常可用方程①③联立解题较为简便.

完全非弹性碰撞:如果只有形变阶段,没有回复形变阶段,碰撞两物达共同速度时不再分开,叫完全非弹性碰撞,这种碰撞动能损失最

非弹性碰撞:介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间,两个物体发生碰撞时有形变阶段和部分回复形变阶段,不能完全回复形变,有部分动能损失的碰撞叫非弹性碰弹.例1中

的弹簧如果超过了弹性限度,m1、m2分开时弹簧没有回复原长,那么原来的碰撞就叫非弹性碰撞.非弹性碰撞只遵守动量守恒,碰撞以后的情况由两个碰撞物体的弹性性质决定,或通过实验测量的方法测量得到碰撞后的速度.教师活动

[例2] 在光滑水平面上有质量分别为m1=2kg,m2=3kg的木块. m2原来静

止,m1以向右的速度v1=10m/s与m2做对心碰撞(图1-6-10).分析说明m1、m2碰撞分开后的速度可能取值范围.

学生活动

提醒学生注意例2的碰撞可能是三种类型碰撞的任何一种,应做全局分析说

明.为此提出以下几个问题启发学生思考:

①如果是弹性碰撞,碰后情况怎样? ②如果是完全非弹性碰撞,碰撞情况怎样?

③如果是非弹性碰撞两木块可能在什么时刻分开,分开后的速度范围如何利用弹性碰撞结果和完全非弹性碰撞结果来分析.

为帮助学生思考,可启发学生回忆例1中一次完整的弹性碰撞过程中两物速度大

小的变化规律.分析可知,非弹性碰撞因回复形变不彻底,则可能在回复形变阶段中的任一时刻分开,则分开时,m2的速度应小于弹性碰撞后的速度,此时让学生回答为什么.分开时m1的速度应该在完全非弹性碰撞后的速度和弹性碰撞后的速度之间,让学生回答为什么(有一定难度).思考完毕让学生综合三种类型碰撞求解出碰后情况.

学生思考完毕教师总结分析如下: ①如是完全非弹性碰撞,则有:

②如是弹性碰撞,则有

解得

由于是非弹性碰撞,m1、m2在回复形变过程中的某一时刻分开,则v′1、v′2

的数值范围应为

4≤v′2≤8 -2≤v′1≤4

v′1、v′2的具体数值应在满足动量守恒的条体下由两物的弹性性质决定. [例3] 半径和动能都相等的两个小球相向而行.甲球质量m甲大于乙球质

量m乙,水平面是光滑的,两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况?

A.甲球速度为零,乙球速度不为零 B.两球速度都不为零

C.乙球速度为零,甲球速度不为零 D.两球都以各自原来的速率反向运动

学生思考讨论结束后,教师总结分析如下:关于碰撞以后情况的分析,可以利用动量守恒和能量的转化关系通过定量计算,进行分析判断,


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