《碰撞与动量守恒》部分导学案新部编版.doc

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1、教师学科教案 20 20 学年度 第_学期 任教学科：_任教年级：_任教老师：_xx市实验学校碰撞与动量守恒部分导学案一、实验：验证动量守恒定律目标定位1了解动量、动量变化量等概念，知道动量与动能等运动状态描述量的联系和区别2理解动量守恒的条件，能够运用动量守恒定律分析碰撞、打击、反冲等问题，能分析解决动量守恒与能量守恒结合的简单问题3理解并掌握验证一维碰撞中动量守恒的实验方法自主梳理一、动量、动能、动量变化量的比较二、动量守恒定律1内容：如果一个系统 ，或者所受外力的 为零，这个系统的总动量保持不变2表达式： 或 或 3适用范围：不但适用于宏观低速运动的物体，而且还适用于高速运动的微观粒子三

2、、几种动量守恒模型1碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 外力，可认为相互碰撞的系统动量 (3)分类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非完全弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大2.反冲现象：在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开这类问题相互作用的过程中系统的动能 ，且常伴有 能向动能的转化3爆炸问题：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量 ，爆炸过程中位移 ，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始

3、运动四、验证动量守恒定律1实验原理：在一维碰撞中，测出物体的质量和碰撞前后物体的速度，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒2实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧、细绳、弹性碰撞架等方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等方案四：斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸、刻度尺等3实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量 (2)安装：正确安装好气垫导轨(3)实验：接通电源，利用配套

4、的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(改变滑块的质量改变滑块的初速度大小和方向)(4)验证：一维碰撞中的动量守恒方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2.(2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验(6)验证：一维碰撞中的动量守恒方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出两小车的质量(2)安装

5、：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥(3)实验：接通电源，让连接纸带的小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动(4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v算出速度(5)改变条件：改变碰撞条件、重复实验(6)验证：一维碰撞中的动量守恒方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球(2)按照图所示安装实验装置调整固定斜槽使斜槽底端水平(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好记下重垂线所指的位置O.(4)不放被撞小球，让入射小

6、球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面圆心P就是小球落点的平均位置(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图所示(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度代入m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立(7)整理好实验器材放回原处(8)实验结论：在实验误差允许的范围内，讨论碰撞系统的动量守恒4注意事项(1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”(2)方案提醒若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，

7、注意利用水平仪确保导轨水平若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量即：m1m2，防止碰后m1被反弹(3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变5误差分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：碰撞是否为一维碰撞实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力(2)偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量(3)改进措施设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量

8、满足动量守恒的条件采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差二、要点例析( )1一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球动量变化量的大小p和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为Ap0 Bp1.8 kgm/s CW0 DW10.8 J( )2粗糙的水平地面上放着一个木块一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起向前滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统A动量和能量都守恒 B动量和能量都不守恒C动量守恒，能量不守恒 D动量不守恒，能量守恒( )3如图所示，完全相同的A、B两物块随

9、足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动A、B间夹有少量炸药，对A、B在炸药爆炸过程及随后的运动过程有下列说法，其中正确的是A炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相同B炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相反C炸药爆炸过程中，A、B两物块组成的系统动量不守恒DA、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止过程中动量守恒( )4如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小

10、木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动()5如图所示，一个质量为m150 kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳气球和长绳的总质量为m220 kg，长绳的下端刚好和水平面接触当静止时人离地 面的高度为h5 m如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是(可以把人看做质点)A5 m B3.6 m C2.6 m D8 m()6质量为M的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位使用完全相同的步枪和子弹的射击手首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木

11、块之间的作用力大小均相同当两颗子弹均相对木块静止时，下列说法正确的是A最终木块静止，d1d2 B最终木块向右运动，d1d2C最终木块静止，d1mB.在某高度处将A和B先后从静止释放小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰设所有碰撞都是弹性的碰撞时间极短求小球A、B碰撞后B上升的最大高度10两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度11如图所示

12、，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少三、课时训练( )1. 满载砂子总质量为M的小车，在光滑的水平面上匀速运动，速率为v0，在行驶途中有质量为m的砂子从车尾漏掉，则砂子漏掉后小车的速度为A(Mm)v0/M BMv0/(Mm)Cmv0/(Mm) Dv0( )2如图所示，车厢静止在光滑水平面上，

13、车厢内有一个物体，当给物体一个向右的初速度后，物体与车厢内壁碰撞而在车厢内来回运动，最后 静止在车厢内，物体静止在车厢内时，车厢的运动情况A将静止 B向右运动C向左运动 D无法确定车厢做哪种运动( )3如图所示，质量为m的带有光滑弧形的槽静止在光滑水平面上，圆弧底部切线是水平的一个质量也为m的小球从槽高h处开始由静止下滑，在下滑过程中，关于小球和槽组成的系统，以及小球到达底端的速度v，判断正确的是A在水平方向上动量守恒，vB在水平方向上动量不守恒，vC在水平方向上动量守恒，vD在水平方向上动量不守恒，vm2)按照如图所示的那样，安装好实验装置将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平将一斜面

14、BC连接在斜槽末端先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚 下，记下小球在斜面上的落点位置将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A 处滚下，使它们发生碰撞后，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的_点，m2的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞中动量守恒(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_，则说明两小球的碰

15、撞是弹性碰撞9如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mAmC2m，mBm，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)开始时A、B以共同速度v0运动，C静止，某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同求B与C碰撞前B的速度10如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点，不计空气阻力重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t.