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1、动量守恒定律 为了进一步提高教育、教学质量，深化教育、教学改革，进一步推进电教手段特别是计算机在教学中的应用，提高课堂教学质量与效率，促进教师素质的提高，我们进行了“利用计算机优化物理教学过程”的尝试。在尝试过程中，我们认真分析了教材内容，结合实际的课堂试验，以动量守恒定律这节课为例。教具准备1、气垫导轨、光电门，接口箱, 已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣) 。2、计算机(程序已输入) 、投影仪。教学过程一、导入新课 师：上节课我们学习了动量定理，请同学们回忆一下，动量定理的内容是什么？ 生：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。 师：动量定理研究了一个物体受力一段时间以后，其动量
2、变化的规律，那么相互作用的物体，情况又怎样呢？展示动画站在静止的船上的人，当人从船头走到船尾时，船就会后退。师：在我们的生活中有很多这样的现象， 两个物体的动量都发生了变化 ，他们的动量变化服从什么规律？这节课我们就来探讨这个问题。 二、新课教学1、利用气垫导轨上两滑块相撞过程 发现动量变化的规律。(1)两滑块弹性对撞(将弹簧圈卡在一个滑块上对撞)向学生介绍仪器装置：师：这是水平气垫导轨，上面放有事先测好质量的滑块，冲气时，空气就从小孔中喷出，这样，导轨上的滑块就被悬浮起来，这样做有什么目的呢？生：使滑块不受摩擦力或所受摩擦力很小，可以忽略师：轻推一下滑块，滑块做什么运动？生：匀速直线运动。演
3、示师：这是两个光电门A和B，当滑块经过光电门时，滑块上的挡光片就会遮住经过光电门的光线。挡光片的宽度是10cm，他会遮光一段时间t，这个时间可由接口箱测出，并自动输入 计算机。介绍实验做法：师：将弹簧圈卡在一滑块上，让两滑块对撞后返回。光电门测定滑块m1和m2第一次(碰撞前)通过A、B光门的时间t1和t2以及第二次(碰撞后)通过光门的时间t1和t2，并将t1、t2和t1、t2输入计算机，由编好的程序计算出v1、v2和v1、v2 进一步计算出碰撞前后的动量p1、p2和p1、p2以及前后的总动量p和p。 出示光电计时系统并与学生一道熟悉系统。演示 数据处理：L= m ; m1= g ; m2= g
4、时间(ms)速度v=L/t (m/ms)动量P=mv (Kg.m/s)总动量 (Kg.m/s)碰前T1 =V 1=P 1=P =T2 =V2 =P 2=碰后T1=V1=P 1=P =T2 =V2=P2 =得出结论： 师：比较碰撞前后的总动量，能得出什么结论呢？ 生：碰撞前后的总动量近似相等。师：在误差允许的范围内，两滑块碰撞前后总动量保持不变。 (2)两滑 块完全非弹性碰撞( 弹簧圈取下，两滑块相对面各安装尼龙子母扣)介绍实验做法并演示。让滑块m2静止在两光电门之间不动(p20)，滑块m1通过光门A后与滑块m2相撞，二者粘合在一起后通过光门B。光门A测出碰前m1通过A时的时间t，光门B测出碰后
5、m1+m2通过B时的时间t。将t和t输入计算机，计算出p1和p1+p2以及碰前的总动量p(p1)和碰后的总动量p。 数据处理：时间(ms)速度v=L/t (m/ms)总动量 (Kg.m/s) 碰前T =V=P = 碰后T=V =P=过渡语句：两滑块的总动量保持不变，这是一种偶然的巧合吗？能不能根据理论推导一下呢。 2、理论推导。 出示动画师：设想光滑水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是m1和m2，速度分别是v1和v2，而且v1v2。经过一定时间m1追上m2，并与之发生碰撞，设碰后二者的速度分别为v1和v2。思考: a. 两小球在碰撞过程中所受的合力的冲量有什么关系？b. 两小球各自的
6、动量改变量有什么关系？ 教师引导学生对小球受力分析，根据牛顿第三定律及动量定理得出结论。生 ：两小球合力的冲量等大反向；动量改变量等大反向。板书：F1tm1v1-m1v1 F2tm2v2-m2v2 F1t-F2t将、两式代入式应有m1v1+m2v2m1v1+m2v2或写成p1+P2p1+p2就是pp这表明两球碰撞前后的总动量是相等的。教师引言：刚才无论是根据实验数据的定量计算还是根据理论推导，我们都证明了相互作用的物体总动量是保持不变的。 那么是不是任何两个物体的总动量都是保持不变呢？如果将其中一个球固定呢？ 分析得到上述结论的条件：师:小球受重力,支持力 ，还有相互之间的作用力，我们把相互作
7、用的物体叫做系统，如两小球构成了一个系统。而把系统内物体之间的相互作用力叫内力，把系统外其他物体施加给系统内物体的作用力叫外力。那么小球所受的力中，哪些力是内力，哪些力是外力？ 生：重力和支持力是外力，受到对方施加的力是内力。板书：系统：有相互作用的物体构成一个系统。内力：系统中各物体间的作用力叫内力。外力：系统外其他物体施加给系统内物体的作用力叫外力。师：两小球所组成的系统所受外力有什么特征？生：外力的矢量和为零。师：系统所受外力的矢量和为零，则其总动量保持不变。这就是著名的动量守恒定律。1、 结论： 一个系统不受外力或受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 P
8、 P理解: 动量守恒的条件: 系统不受外力; 系统受外力,但外力之和为零; 系统受外力之和不为零,但某一方向不受外力或所受外力之和为零; 系统受外力之和不为零,但外力远小于内力. 动量守恒式是一个矢量式. 系统 “总动量保持不变”,不是指系统初,末两时刻总动量相等,而是指系统在整个过程中总动量都相等. 4、思考与讨论。 在图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹沿水平方向射入木块后，留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量是否守恒？说明理由。 如果把子弹和木块视为系统呢？如果把弹簧的左端与没有固
9、定的木块想连，将四者视为系统呢？题后小结:判定动量是否守恒,关键是看系统所受外力之和是否为零.动量守恒定律不仅适用于碰撞,也适用于任何形式的相互作用;它不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统.5、适用范围： 前面我们学习了牛顿运动定律，牛顿运动定律已经很著名了，而动量守恒定律的适用范围要比牛顿定律广泛的多，不但能解决低速问题，而且能解决高速问题，小到微观粒子，大到天体，它都适用。它是自然界最普遍适用的基本规律之一，与我们的生活息息相关。6、作业：略小结： 物理学科是一门以实验为基础的学科，近年来，多媒体以其强大的表现力，已经或正在成为一种高效有力的学科教学辅助手段。 “应试教育”向“素质教育”转化的一个重要方面就是改革课堂教学，搞好课堂教学的一个重环节就是最大限度的集中学生注意力，尽可能地调动学生的各种器官来参加教学并接受所学知识。多媒体计算机使图、文、声、像集于一体，使教学内容形象生动，富有感染力，充分地激发学生的学习兴趣。常言道：兴趣是最好的老师，只有有了学习的兴趣，才谈得上学习的积极度性、主动性和创造性。动 量 守 恒 定 律 顺义第九中学 王金龙用心 爱心 专心