专题_动能、动量的综合性问题

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1、专题•动能、动量的综合性问题一、教学目标1.在分章复习的基础上，建立力的三种效应之间的关联，构建力学知识的网络.2.培养学牛分析复杂物理过程，建立正确物理图景的能力.3.培养学生抓住过程，模型特点，利用物理规律分析推理的能力.二、重点、难点分析1.重点.①熟练掌握解决力学问题的三个规律；②结合具体问题正确选择适当的规律解决问题.2.难点.(1)挖掘题目的隐含条件；(2)将复杂的物理过程分解为若干特点不同的分过程；(3)对应不同的过程特点，建立相应的物理模型，以发挥已有知识的正向迁移作用.三、教具投影仪，投影胶片.四.重要教学过

2、程（一）引入新课1.展示投影片，其内容如下:Ft^App=AEP22m引导学生回忆力的三个作用效应以及与Z对应的三个力学规律（牛顿第二定律、冲量定理、动能定理），强调时、空是密切相关的，力对时间和空间的累积过程往往是同步发生的.2.由于三个规律是密切相关的，因此同一个力学问题原则上都可以用这三个规律去解决.但是由于题口给定条件的限制，屮学阶段数学知识的限制等等，在解决具体问题时，还存在选择哪-个规律更为简捷方便的问题.调动学生讨论并归纳选择规律的一•般原则.（1）当题目小出现时I'可时，优先选择冲量定理、动量守恒定律解决问题.

3、（2）当题目屮出现位移时，优先选择动能定理、机械能守怛定律解决问题.（3）遇必耍时（如题冃耍求计算某时刻的力或加速度）,或题n所述过程是匀变速直线运动过程，才使用牛顿笫二定律并结合运动学公式解决问题.（二）教学过程设计1.展示投影片1，其内容如下：如图所示,倾角ei=37。的光滑斜面AB与倾角°2=30°的光滑斜面DC,通过长度为2.2m的光滑水平面BC连接（连接处有一•很短的光滑圆弧）,将质量m.=0.5kg的小球P从AB斜而上距地髙度hFl.8m处自山释放，同吋将质量为m2的另一小球Q从DC而上某点口由释放，耍使两小球同时

4、进入水平面，且不断地在水平面上同一点发生相向碰撞（机械能无损失）.求：（1）小球Q自由释放时，距地面高度h2是多少？（2）P、Q两球在BClfU±碰撞的位置在何处？（3）小球Q的质量血是多少？S1组织学生认真读题.（1）提问：本题所涉及的物理过程有什么特点？启发学生自己发现：两球不断在同一地点相向碰撞，说明木题所涉及的物理过程是一个周期性的返复运动过程.（2）提问：就一个周期而言，运动可分为几个阶段，各阶段的运动特点是什么？应该用什么规律去解决？总结归纳学牛的答案，得到如下结论：①就一个周期而言，运动可分为三个阶段，第一阶段是

5、由两小球各口口由释放到相遇而未碰撞Z前，第二阶段是两小球发生碰撞，笫三阶段是由碰揷Z后两小球各自返回（因以后每次发生的都是和向碰撞）直到乂回到初始斜血上并且速度减为零吋为止.①显然第一、第三阶段，两小球的机械能各白导恒.第二阶段两小球作为一个系统，水平方向动量守恒.②第一、第三阶段，可用机械能守恒定律去解决，第二个阶段可用动量守恒定律去解决.(3)请学生在黑板上板书表述上述三个阶段的规律性方程如下：第一阶段:对小第二阶段:对P、Q系统:miVi-m2V2="niiVi7+ni2vj•笫三阶段:对小帕§111亂=血妙1・严*=皿

6、1妇・其中V1、V2；v/V2‘分别为小球P、Q碰前、碰后即时速度,h/、h2‘分别为小球P、Q返回的最大高度，动量守恒方程是在以水平向右为正的规定卜•列出的.(3)请学生数一下未知量的个数与方程的个数，答案分别为8个和5个，显然无法求解，引导学生继续寻找并建立辅助方程.(3)辅助性方程要根据题U的特殊条件来建立，而题U•11很多特殊条件是隐含着给出的，这就需要认真读题，抓住关键性词语；进i步挖掘过程的特殊性，从而寻找反映这些特殊性的关联关系.启发学生再次认真读题，得到特殊关系为：①两小球同时进入水平血.并且在斜血上都做匀加速

7、直线运动，所以可得关系式为：8M3T的30*②由于每次碰撞悄况完全相同，所以每次碰示速度人小不改变，仅为方向相反.由此而得关系为：v/=-Vi；V2‘=-V2.⑦⑧并且每次返回最大高度也应与初始高度相同，所以乂有：hir—hi；hz'=h2.(§)(10)③由于题目要求求出碰撞位置，设碰撞处距B点为x,因为在水平面上，两球均做匀速直线运动，且同时进入水平面，运动时间相同，因此有：(4)教师板巧上述辅助方程后，再引导学生检查一下未知量以及方程的个数.显然耒知量共计9个，而方程共计11个.这时，教师再引导学生考虑，在将⑦、⑧、⑨、

8、⑩式所示关系分别代入到方程①、②、④、⑤屮后，贝IJ①与④，②与⑤便完全相同，因而减少2个.这样，9个未知量刚好与9个方程相互吻合，题目可解.1.展示投影片2,其內容如下：质量为M的圆形薄板（不计厚度）与质量为m的小球（可视为质点）间用轻绳连接.开始时，板为球紧挨着，在它们正