人教版高中物理选修3-5动量守恒与能量守恒的综合应用课件(18张ppt)+教案+测试

文档属性

名称 人教版高中物理选修3-5动量守恒与能量守恒的综合应用课件(18张ppt)+教案+测试
格式 zip
文件大小 9.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-02-16 18:58:37

文档简介

(共18张PPT)
熟悉动量守恒模型
体会题目的形成过程
考什么,怎么考
学生命题:命题人:杨琛琦
如图:一末端弯曲的斜面质量为M,一个质量为m的小球从该斜面某一高度处由静止下滑,与斜面分离后,小球恰好能运动到半径为R的半圆轨道的最高D,
若不计所有摩擦,且M=2m,R=0.32m,求小球从斜面多高处下滑?
学生命题:命题人:崔善良
如图:不计一切摩擦,m1从斜面下滑,与m2发生弹性碰撞,若碰后m2从圆弧P点处脱轨,m1沿斜面上升又下滑,与m2在同处脱轨,求m1与m2的质量比?
如何解决多模型,多过程的动量能量综合问题?同学们通过这次命题过程有什么启发?
命题是模型与模型的组合,过程与过程的组合
解题是模型与模型的拆分,过程与过程的拆分
例1:如图所示,光滑水平面上有一静止小车B,左端固定一砂箱,砂箱的右端连接一水平轻弹簧,小车与砂箱的总质量为
,车上静置一物体A,
其质量为
,此时弹簧呈自然长度,物体A的左侧车面是光滑的,而物体右侧车面与物体间的动摩擦因数为μ=0.2,
现有一质量为
m
=0.01kg的子弹以水平速度
v0
=400
m/s
打入砂箱且立即静止在砂箱中。

:(1)
子弹射入砂箱过程损失的动能?
(2)
小车在前进过程中,
弹簧弹性势能的最大值?
(3)
为使物体不从小车上滑下,车面的粗糙部分至少多长?(g
=10m/s2
)
二.突破多模型,多过程问题
分离模型
子弹打物块(小车)
物块(小车)压弹簧(物块A)
物块A与小车滑动
研究对象
研究过程
研究对象
研究过程
初末状态
列关系式求解
物块A与小车滑动
研究过程
研究对象
初末状态不明确
联系
总结:处理多模型,多过程问题的步骤
过程的选择是难点
例2:如图一质量为M的长木板放置在光滑水平地面上,其前方有一弹性挡板(碰撞时间极短,碰撞为弹性碰撞)一质量为m的滑块,以速度
冲上长木板,物块与木板间动摩擦因数为?,已知撞击挡板前两物体已经共速,
求:
(1)第一次碰撞前系统增加的内能?
(2)若M=3m,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落。
(3)若m=3M,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落。
(4)满足第3问的条件,截止木板第三次碰撞时,物块与木板系
统产生的总内能?
M>m,系统总动量向左
最终保持相对静止一起向左匀速
问题1
问题2
以模定选
先拆再选
M最终系统静止在挡板处
问题3
能全则全
问题4
v1
-v1
思维拓展:如果问第100次碰撞前产生的内能呢?
方法二:
方法一:
建立联系
等比数列求和
数学不完全归纳
总结:选择过程的方法与技巧
以模定过
先拆再合
建立联系
能全则全
以模定过
先拆再合
能全则全
建立联系
课下作业(于秉泉原创)
光滑水平面的右端紧接着L=5.4m的水平传送带NP,AB两个滑块质量分别为mA=4kg,mB=2kg,滑块间压着一根轻弹簧,并用一条细线锁定两物块,两物块一起以速度1m/s匀速运动,突然滑块间细线断裂,AB与弹簧分开,之后A继续向右运动到静止的传送带上,在传送带上滑行1.8m,已知物块与传送带间间动摩擦因数为?=0.25,g=10m/s2
求:细线断裂后弹簧释放的弹性势能为多少?
若传送带以1m/s,逆时针匀速转动,B向左运动与弹性挡板发生碰撞
返回,之后再次与A发生弹性碰撞,求碰后A的速度?
课下作业:请同学们搭建台阶设置小问题,一步步解决高考题
(2020高考真题节选)如图所示,一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板,P、Q两物块的质量分别为m和4m,Q静止于斜面上A处。某时刻,P以沿斜面向上的速度
与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦,与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点,斜面足够长,Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1
(2)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn
(3)物块Q从A点上升的总高度教学设计:动量守恒与能量守恒的综合应用
这是一节高三复习课,复习内容是动量守恒与能量守恒的综合应用,这部分内容在高考中多以计算题为主,对学生的建模能力,综合分析能力要求比较高,难度也比较大。在上一节课已经复习了动量守恒与能量守恒的几个基本模型,如子弹打木块,板块模型,物块压弹簧,物块在光滑曲面运动等多个模型,并且在课下给学生布置了利用基本模型命题的作业,并与本节课前回收了学生命的题目。
如图所示:
此外,这节课前也已经下发了本节课的学案,并对学生的作答情况进行了批改。挑出了学生作答的常见错题情况。基本归结为6类:分别为①不善于运用动量能量的观念求解问题,②对基本模型不能熟练应用,③研究对象选错
,④研究过程选错,⑤不善于挖掘题目中关键性条件,建立过程间联系。⑥不善于用数学建模的思想解决物理问题
基于对学生学情的充分分析,我设计了本节课内容如下:
环节一:展示命题作业,引导学生从命题出发寻找解决问题的思路
(1).首先展示前期的命题作业,并请两位命题优秀的学生分享题目的构成,解题的思路,以及易错点。
(2).
学生分享命题
(3).教师点评学生的分享,提出在高考背景下,这部分的题目并不是简单的单一模型问题,往往是多模型,多过程问题。进而抛出问题:“如何解决多过程,多模型问题,通过这次命题有什么启发”学生联想命题过程,很容易得出,命题的模型与模型的组合,过程与过程的组合,那么解题就是模型与模型的拆分,过程与过程的拆分。
环节二:运用分离模型,拆分过程的方法分析题目一
例1:如图所示,光滑水平面上有一静止小车B,左端固定一砂箱,砂箱的右端连接一水平轻弹簧,小车与砂箱的总质量为m1=1.99kg,车上静置一物体A,
其质量为m2=2kg,此时弹簧呈自然长度,物体A的左侧车面是光滑的,而物体右侧车面与物体间的动摩擦因数为μ=0.2,
现有一质量为
m
=0.01kg的子弹以水平速度
v0
=400
m/s
打入砂箱且立即静止在砂箱中。

:(1)
子弹射入砂箱过程损失的动能?
(2)
小车在前进过程中,
弹簧弹性势能的最大值

(3)
为使物体不从小车上滑下,车面的粗糙部分至少多长
?
(g
=10m/s2
)
首先,结合题目分离模型,
并提出问题,(思考题目一中包含多少个基本模型?)
其次,通过设置学生纠错环节,明确研究对象,过程,初末状态。
从基本模型到列方程求解出问题,中间跨越千山万水,需要明确对象,过程,初末状态中间任意一个环节出错,都会让我们功亏一篑。下面请同学们变换身份当回阅卷人,给同学们纠错一下,看看哪错了,为什么错。
错误1:研究对象错
错误2:研究过程错
错误3.初末状态错
进一步,针对第三个模型中求解小车部分的粗糙程度这一问题,在过程的选择具有多样性,引发学生如何选择过程。
过程选择1:从图4到图5
过程选择2:图3到图5
过程选择3:图2到图5
过程选择4:图1到图5
最后总结:处理多模型,多过程问题的步骤
第一步结合题目,拆分基本模型
第二步以模型为中心,定研究对象,定研究过程,定初末状态
第三步建立过程间,模型间的联系,其中,建立联系是这部分的难点。
环节三:结合问题串进行过程分析,明确选择过程的方法
例2:如图一质量为M的长木板放置在光滑水平地面上,其前方有一弹性挡板(碰撞时间极短,碰撞为弹性碰撞),质量为m的滑块,以速度v0冲上长木板,物块与木板间动摩擦因为?,已知撞击挡板前两物体已经共速,

(1)第一次撞击挡板前系统增加的内能?
(2)若M=3m,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落?
(3)若m=3M,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落?
(4)满足第3问的条件,截至木板第三次碰撞前,物块和
木板系统产生的总内能?
过程1:结合问题一,确定研究过程--------以模定选
提出问题①:
求第一次撞板前系统增加的内能对应哪个过程?
过程2:结合问题二,确定研究过程--------先拆再选
提出问题②:同学的这种做法对吗?如果不对,错在哪里?
提出问题③:最终木板与物体运动状态是什么样的?针对第二问如何选择过程呢?
学生活动:找两名同学在黑板上利用分过程和合过程的方法来求解问题
教师点评:过程分与合都可以的时候,合并过程会使问题变得简洁,当然如果用动力学来求解,会更加麻烦。所以同学们要建立利用动量能量观点解题的思想。当然无论用哪种方法都要先把过程分析清楚,拆分过程在重组选择。我们叫其先拆再选。
过程3:结合问题三,确定研究过程-------能全则全
提出问题④:当质量条件反过来,木板与木块还只撞一次板吗,最终的运动状态是什么?
提出问题⑤:经历无数次撞板后,最终停在挡板旁,这种如何选择过程呢?
教师总结:能全则全
过程4:结合问题四,确定研究过程----建立联系
提出问题⑥:如何求第三次撞板前的系统产生的总内能,有哪些方法?
提出问题⑦:通过梳理运动过程,如何求第三次撞板前的速度?是否有规律可循?
提出问题⑧:如果求100次撞板前系统的总内能呢,又该采用什么方法呢?
教师方法:除了用数学不完全归纳法,进行等比数列求和,还可以用图像法
教师总结:总结选择过程的几种方法与技巧
环节四:课堂小结
环节五:课后作业
作业1(学生命题):如图
光滑水平面的右端紧接着L=5.4m的水平传送带NP,AB两个滑块质量分别为mA=4kg,mB=2kg,滑块间压着一根轻弹簧,并用一条细线锁定两物块,两物块一起以速度1m/s匀速运动,突然滑块间细线断裂,AB与弹簧分开,之后A继续向右运动到静止的传送带上,在传送带上滑行1.8m,已知物块与传送带间间动摩擦因数为?=0.25,g=10m/s2
求:细线断裂后弹簧释放的弹性势能为多少?
若传送带以1m/s,逆时针匀速转动,B向左运动与弹性挡板发生碰撞返回,之后再次与A发生弹性碰撞,求碰后A的速度?
作业2.(高考题节选改编)如图所示,一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板,P、Q两物块的质量分别为m和4m,Q静止于斜面上A处。某时刻,P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦,与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点,斜面足够长,Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1
(2)求第一次P碰撞后Q后,Q上升的高度?
(3)求第二次P与Q碰撞后,P,Q的速度vP2、vQ2
?
(4)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn
(5)
求物块Q从A点上升的总高度?动量守恒与能量守恒的综合应用
命题分享
题目1:命题人
杨琛琦
如图:可自由移动的斜面质量为M,斜面其末端有一小段圆弧(未画出),一个质量为m的小球从斜面某一高度处由静止下滑,与斜面分离后,小球恰好能运动到半径为R的半圆轨道的最高点P,
若不计所有摩擦,且M=2m,R=0.32m,求小球从斜面多高处下滑?
题目2:命题人
崔善良
如图:不计一切摩擦,m1从斜面下滑,与m2发生弹性碰撞,若碰后m2从圆弧左侧上方P点处脱轨,m1沿斜面上升又下滑,与m2在同处脱轨,求m1与m2的质量比?
小结:
二.典型例题精析
例1:如图所示,光滑水平面上有一静止小车B,左端固定一砂箱,砂箱的右端连接一水平轻弹簧,小车与砂箱的总质量为m1=1.99kg,车上静置一物体A,
其质量为m2=2kg,此时弹簧呈自然长度,物体A的左侧车面是光滑的,而物体右侧车面与物体间的动摩擦因数为μ=0.2,
现有一质量为
m
=0.01kg的子弹以水平速度
v0
=400
m/s
打入砂箱且立即静止在砂箱中。

:(1)
子弹射入砂箱过程损失的动能?
(2)
小车在前进过程中,
弹簧弹性势能的最大值

(3)
为使物体不从小车上滑下,车面的粗糙部分至少多长
?
(g
=10m/s2
)
例2:如图一质量为M的长木板放置在光滑水平地面上,其前方有一弹性挡板(碰撞时间极短,碰撞为弹性碰撞),质量为m的滑块,以速度v0冲上长木板,物块与木板间动摩擦因为?,已知撞击挡板前两物体已经共速,

(1)第一次撞击挡板前系统增加的内能?
(2)若M=3m,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落?
(3)若m=3M,求木板至少多长,木块才不会从木板上掉落?
(4)满足第3问的条件,截至木板第三次碰撞前,物块和木板系统产生的总内能?
解析:
(1)
(2)
(3)
(4)
三:课后作业
1:如图
光滑水平面的右端紧接着L=5.4m的水平传送带NP,AB两个滑块质量分别为mA=4kg,mB=2kg,滑块间压着一根轻弹簧,并用一条细线锁定两物块,两物块一起以速度1m/s匀速运动,突然滑块间细线断裂,AB与弹簧分开,之后A继续向右运动到静止的传送带上,在传送带上滑行1.8m,已知物块与传送带间间动摩擦因数为?=0.25,g=10m/s2
求:细线断裂后弹簧释放的弹性势能为多少?
若传送带以1m/s,逆时针匀速转动,B向左运动与弹性挡板发生碰撞返回,之后再次与A发生弹性碰撞,求碰后A的速度?
2.(高考题节选改编)如图所示,一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板,P、Q两物块的质量分别为m和4m,Q静止于斜面上A处。某时刻,P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦,与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点,斜面足够长,Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1
(2)求第一次P碰撞后Q后,Q上升的高度?
(3)求第二次P与Q碰撞后,P,Q的速度vP2、vQ2
?
(4)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn
(5)
求物块Q从A点上升的总高度?
同课章节目录