2017-2018学年高中物理第一章碰撞与动量守恒14美妙的守恒定律教案沪科版选修3-5

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1、1.4美妙的守恒定律【教学目标】1、知识与技能(1)了解历史上对碰撞问题的研究过程(2)知道生活屮各种各样的碰撞形式(3)知道弹性碰撞与非弹性碰撞(4)能正确表达弹性碰撞和非弹性碰撞的特征，会用能量守恒的关系分析弹性与非弹性碰撞现象2、过程与方法经历不同弹性的物体间的碰撞的实验探究过程，知道区分常用方法，培养分析推理的能力。3、情感、态度与价值观体验物理学屮守恒定律的自然Z美，感受不同碰撞的区别，培养勇于探索的精神。【教学重点】(1)碰撞中的动能(2)弹性碰撞与非弹性碰撞【知识点导学】一、惠更斯的发现1666年有人在英国皇家学会表演了如图所示的实验，众科学家百思不得其解。1668年英

2、国皇家学会正式悬赏征答：ab两个质量相等的硬质木球并排悬挂，然后把八向左拉开后松手，八冋到平衡位置与B碰撞后，A球立即停止运动，而B向右摆去；待B冋到平衡位置与A碰撞后，B立即停止运动,而A又向左摆去，如此往复。荷兰物理学家惠更斯做出比较完整的分析和解释。他发现：两小球在碰撞过稈中，除了动量守恒外，还有一个物理量也是守恒的一一这个物理量就是动能。请同学们记住这个有趣的实验。二、碰撞中的动能1、实验探究：分析1.2节在气垫导轨上做的两组实验数据，探究碰撞前后系统的动能。发现在两滑块碰后粘在一起的实验中，系统的动能减少了；在两滑块碰后分开的实验中，系统的动能碰撞前后几乎相等。可见在碰撞过

3、程中，系统的动量总是守恒的，而动能可能守恒，也可能不守恒。2、依据碰撞前后动能变化情况对碰撞进行分类：弹性碰撞：物理学中把动量动能都守恒的碰撞，叫做弹性碰撞。非弹性碰撞：把动能不守恒的碰撞，叫做非弹性碰撞。后来人们弄清楚了非弹性碰撞的实质是在碰撞过程屮动能损失了，转化为其他形式的能了。而弹性碰撞就是在碰撞过程中动能没有损失。真正的弹性碰撞只有在分子、原子及更小的微观粒子之间才会发生。在宏观领域，往往我们把动能损失很小的碰撞也按弹性碰撞来处理，如硬质木球Z间、钢球Z间等碰撞。完全非弹性碰撞：这是一种特殊的非弹性碰撞，两物体碰后“合”为一体，以共同的速度运动。这种碰撞动能损失最多。三、研

4、究弹性碰撞重点理解模型:质量分别为01】、盹的A、B两钢球置于花水平面上，A球速度为w,B球速度为V2,设两球发生弹性碰撞，那么碰撞后八、B的速度V

5、、V2是怎样的呢？分析解决：动能守恒动量守恒11211212'+m2v2*=联解以上两式得v2f+m2vi情况讨论：1、若nii>ni2,则与旳同向2、若niKiih,则V}1与旳反向3、若m=m2,则两球互换速度。这种情况1666年英国皇家学会悬赏征答的问题的解释。，各种情况中，V'/与◎总是同向的四.自然之美一一物理学中的守恒定律1、简洁美：用极简练的语言将内涵丰富的自然规律表述岀来，表现岀物理学的简洁美。2、对称美：每一条守恒定律

6、都对应于自然界中的一种对称关系，反映出自然界的一种对称美。3、和谐统一美：每一条守恒定律都有一个守恒量，这反映了各种运动形式之间的联系与统一，表现出物理学的和谐统一美。在物理学的应用中，在对许多新事物的预言及新理论的建立中，无不闪耀着守恒思想的光辉。在中学物理中，我们学过的守恒定律有：机械能守恒定律动量守恒定律电荷守恒定律质量守恒定律能量守恒定律【典例引路】【例题】如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为m=1kg的相同小球昇、B、C,现让力球以⑷=2m/s的速度向着〃球运动，A.〃两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟Q球碰撞，C球的最终速度々=1m/s.求:/^^//

7、//////////^////////////////^^///ABC(1)A.〃两球跟C球相碰前的共同速度多大？(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？【解析】(1)/1、〃相碰满足动量守恒mv.=2mvx得两球跟C球相碰前的速度r.=lm/s.(2)两球与C碰撞同样满足动量守恒2〃山=/〃々+2加2得两球碰后的速度呛=0.5m/s,两次碰撞损失的动能答案：(1)1m/s(2)1.25J【课堂检测】1.如图所示与轻弹簧相连的物体亭放在光滑的水平面上。物体〃沿水平方向向右运动，跟与昇相连的轻弹簧相碰。在〃跟弹簧相碰后，对于久〃和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是【】A.弹簧压缩量最

8、大时，A.〃的速度相同B.弹簧压缩量最大时，A.〃的动能之和最小C.弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小D.物体/的速度最大时，弹簧的弹性势能为零【答案】ABD2.如图所示，小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在昇点，物体用线拉在力点将弹簧压缩，某时刻线断了，物体沿车滑动到〃端粘在〃端的油泥上，则下述说法中正确的是【】①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒』-ijiwr-②若物体滑动中有摩擦力，则全过程动量守恒③两种情况下，小车的最终速