1-3 动量守恒定律在碰撞中的应用 教学设计 (2)

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1-3
动量守恒定律在碰撞中的应用
1教学目标
一、知识与技能
1．知道碰撞的特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞及碰撞前后的能量关系。
2．掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤．知道动量守恒定律的适用条件，知道应用动量守恒定律时应注意的问题．21cnjy.com
3．能运用动量守恒定律解决碰撞问题的有关计算，会对碰撞后的合理性进行讨论。
二、过程与方法
1．通过对动量守恒定律的应用，帮助学生掌握研究物理问题的思路。
2．通过对动量守恒定律的学习，使学生认识到，研究物理量的守恒关系是一种科学思维方法，使学生感受和建立守恒的思想。【来源：21·世纪·教育·网】
三、情感态度与价值观
1．通过对解题结果合理性的判断，加强学生辩证思维能力的培养。
2．培养学生形成科学的思维习惯，增强学生学习物理的信心。
2学情分析
高二学生精力旺盛，求知欲强，抽象思维能力
( http: / / www.21cnjy.com )、独立的思考能力有较大的提高，思想上也较为成熟。当然，他们严密的逻辑思维能力还不是很高，综合分析问题能力还不强。在知识和能力方面，经过一年多的学习，学生比较熟练地掌握了牛顿运动定律，前面又学习了动量和冲量的概念以及动量守恒定律的基本规律和简单应用，但是动量守恒定律这一单元综合性较强，对学生来说是较为困难的，所以在教学中教师不仅要对学生进行知识的传授和能力的培养，还要恰当的引导和鼓励，并对其进行学习方法的指导和科学方法的训练。
3重点难点
重点：正确应用动量守恒定律．
难点：学生容易忽略碰撞过程的能量问题，所以对碰撞后结果的合理性的讨论成为这节课的难点。
4教学过程
4.1
第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】复习回顾
教师：
1.动量守恒定律的内容是什么？有哪些表达形式？
2..动量守恒定律成立的条件是什么？
学生：
1.回顾动量守恒定律
（1）m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2即p1+p2=p1/+p2/，
（2）Δp1+Δp2=0，Δp1=
-Δp2
2．动量守恒定律成立的条件
（1）系统不受外力或者所受外力之和为零；
（2）系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；
（3）系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。
活动2【讲授】一、碰撞
教师：
本节课我们应用动量守恒定律来解决实际生活中的物理问题—碰撞问题
1.什么叫做碰撞？
2.碰撞的特点？
3.碰撞的分类？
因为碰撞过程内力远大于外力，故碰撞过程中动量守恒。
学生：
1.碰撞就是两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用的过程。
2.特点：（1）作用时间极短（2）系统内力远大于外力（3）碰撞瞬间忽略物体的位移，可认为碰撞前后仍在同一位置21·cn·jy·com
3.（1）弹性碰撞（2）非弹性碰撞
活动3【讲授】二、应用动量守恒定律解题的步骤
【例1】质量为m1=0.1kg的小球在光滑
( http: / / www.21cnjy.com )的水平面上以v1=30m/s的速率向右运动，质量m2=0.5kg的小球以v2=10m/s的速率向左运动，某一时刻相遇发生正碰，碰撞后小球m2恰好停止。那么碰撞后小球m1的速度是多大？方向如何？www.21-cn-jy.com
解析：碰撞过程中，AB组成的系统动量守恒，取向右为正方向，则v1=30m/s，v2=-10m/s，v2/=021·世纪
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由m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2解得v1/=
-20m/s.负号表示碰后m1的方向与规定正方向相反，即方向水平向左。　　21
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教师：
请同学们总结一下应用动量守恒定律要注意哪些问题，解题步骤是什么？
学生：
（1）明确那几个物体组成的系统为研究对象
（2）分析受力，判断动量是否守恒
（3）规定正方向，确定初末状态各物体的动量，利用动量守恒定律列方程求解
（4）进行运算得出结果，并对结果进行讨论。
活动4【讲授】三、碰撞过程合理性的判断
.【例2】在光滑水平面上，质量为m的小球A
( http: / / www.21cnjy.com )以速度v0与质量为3m的静止小球B发生正碰，碰后A球的速率为v0/2,则碰后B球的速度vB的大小为
A.v0B.v0/2
C.v0/6D.0
解析：这道题要对小球的速度进行讨论，取一个合理的结果。如果碰撞后A球速度还大于B球，那么还会发生第二次碰撞，这是不符合实际情况的。
答案：B
教师：
这道例题可以看出，我们需要对结果进行合理的讨论，一次合理的碰撞，碰撞之后的速度要满足的条件是什么呢？2·1·c·n·j·y
.学生：碰撞后速度特点：碰后必须保证不穿透对方。
教师引导学生进一步归纳:
①若为追及碰撞，碰撞前在后
( http: / / www.21cnjy.com )面运动的物体速度一定大于在前面运动的物体的速度，且碰后在前面运动的物体速度一定增大
②若碰后两物体同向运动，则在前面运动的物体速度一定不小于在后面运动的物体的速度www-2-1-cnjy-com
③若两物体相向碰撞，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。
【例3】两个小球A、B在光滑水平面上相
( http: / / www.21cnjy.com )向运动，已知它们的质量分别是m1=4kg，m2=2kg，A的速度v1=3m/s（设为正），B的速度v2=-3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是2-1-c-n-j-y
A.均为+1m/s
B.+4
m/s和-5
m/s
C.+2
m/s和-1
m/s
D.-4
m/s和+11
m/s
答案：A（四个选项虽然都满足动量守恒定律，但BC选项速度不合理，而D选项明显能量增加了，不合理）
教师：综合以上问题，我们在考虑碰撞过程是否合理时，除了动量要守恒，速度要合理，还要注意什么条件呢？
学生：碰撞后能量不增加，即碰撞后系统的总能量小于或等于碰撞前系统的总能量。
活动5【活动】四、总结碰撞问题必须满足的三个关系
碰撞问题必须满足的三个关系：
（1）动量守恒：p1+p2=p1/+p2/
（2）动能不增加：
Ek1+Ek2≥E/k1+E/k2
或p212m1+p222m2=p/212m1+p/222m2
（3）速度要合理
①碰撞前，后面物体的速度大于前面物体的速度：v1＞v2
②碰撞后，后面物体的速度小于等于前面物体的速度：v1/≤v2/
活动6【练习】四、课堂巩固
【例4】质量相等的A、B两球在光滑
( http: / / www.21cnjy.com )水平面上沿同一直线，同一方向运动，A球的动量PA=9kgm/s，B球的动量PB=3kgm/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球动量的可能值为21世纪教育网版权所有
A．pA/=6kgm/s,pB/=6kgm/s
B．pA/=8kgm/s,pB/=4kgm/s
C．pA/=2kgm/s,pB/=14kgm/s
D．pA/=-4kgm/s,pB/=17kgm/s
解析：由碰撞前后两球总动量守恒，可
( http: / / www.21cnjy.com )排除D，碰撞后两球总动能不可能增加，可排除C，碰撞后一球不能穿越另一球，可排除B，所以四个选项中只有A是可能的。答案：A.21教育网
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