人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量获奖教学设计及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量获奖教学设计及反思，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学方法，教学用具，教学过程，达标检测等内容，欢迎下载使用。




【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）。


（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0.1kg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＝0.1×6kg·m/s＝0.6kg·m/s


碰撞后钢球的速度v′＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为


p′＝mv′＝－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s


碰撞前后钢球动量的变化量为


Δp＝p′－p＝（－0.6－0.6）kg·m/s＝－1.2kg·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>m2


B．m1=m2


C．m1

D．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=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前mAvA+mBvB=_________kg•m／s；碰后mAvA’+mBvB’=__________kg•m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。


答案：（1）BC DE （2）0.420 0.417碰撞前
碰撞后
质量
m1=
m2=
m1=
m2=
速度
v1=
v2=
v1′=
v2′=
mv
m1v1+m2v2=
m1v1′+m2v2′=
mv2
m1v12+m2v22=
m1v1′2+m2v2′2=