2015年新课标人教版物理选修3-5全册教案.pdf

人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 5全 册 教 案高 中 物 理 习 题 汇 编 第 十 六 章 动 量 守 恒 定 律 新 课 标 要 求 1、内 容 标 准(1)探 究 物 体 弹 性 碰 撞 的 一 些 特 点，知 道 弹 性 碰 撞 和 非 弹 性 碰 撞；(2)通 过 实 验，理 解 动 量 和 动 量 守 恒 定 律，能 用 动 量 守 恒 定 律 定 量 分 析 一 维 碰 撞 问 题，知 道 动 量 守 恒 定 律 的 普 遍 意 义；例 1：火 箭 的 发 射 利 用 了 反 冲 现 象。例 2：收 集 资 料，了 解 中 子 是 怎 样 发 现 的。讨 论 动 量 守 恒 定 律 在 其 中 的 作 用。(3)通 过 物 理 学 中 的 守 恒 定 律，体 会 自 然 界 的 和 谐 与 统 一。2、活 动 建 议 1 6.1 实 验：探 究 碰 撞 中 的 不 变 量 三 维 教 学 目 标 1、知 识 与 技 能(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。2、过 程 与 方 法(1)学 习 根 据 实 验 要 求，设 计 实 验，完 成 某 种 规 律 的 探 究 方 法；(2)学 习 根 据 实 验 数 据 进 行 猜 测、探 究、发 现 规 律 的 探 究 方 法。3、情 感、态 度 与 价 值 观(1)通 过 对 实 验 方 案 的 设 计，培 养 学 生 积 极 主 动 思 考 问 题 的 习 惯，并 锻 炼 其 思 考 的 全 面 性、准 确 性 与 逻 辑 性；(2)通 过 对 实 验 数 据 的 记 录 与 处 理，培 养 学 生 实 事 求 是 的 科 学 态 度，能 使 学 生 灵 活 地 运 用 科 学 方 法 来 研 究 问 题，解 决 问 题，提 高 创 新 意 识；(3)在 对 实 验 数 据 的 猜 测 过 程 中，提 高 学 生 合 作 探 究 能 力；(4)在 对 现 象 规 律 的 语 言 阐 述 中，提 高 了 学 生 的 语 言 表 达 能 力，还 体 现 了 各 学 科 之 间 的 联 系，可 引 伸 到 各 事 物 间 的 关 联 性，使 白 已 溶 入 社 会。教 学 重 点：碰 撞 中 的 不 变 量 的 探 究。教 学 难 点：实 验 数 据 的 处 理。教 学 方 法：启 发、引 导，学 生 自 主 实 验，讨 论、交 流 学 习 成 果。教 学 用 具：投 影 片，多 媒 体 辅 助 教 学 设 备：完 成 该 实 验 实 验 室 提 供 的 实 验 器 材，如 气 垫 导 轨、滑 块 等。教 学 过 程：第 一 节 探 究 碰 撞 中 的 不 变 量(-)引 入 演 示：(1)台 球 由 于 两 球 碰 撞 而 改 变 运 动 状 态。(2)微 观 粒 子 之 间 由 于 相 互 碰 撞 而 改 变 状 态，甚 至 使 得 一 种 粒 子 转 化 为 其 他 粒 子。碰 撞 是 日 常 生 活、生 产 活 动 中 常 见 的 利 现 象，两 个 物 体 发 生 碰 撞 后，速 度 都 发 生 变 化。两 个 物 体 的 质 量 比 例 不 同 时，它 们 的 速 度 变 化 也 不 一 样。物 理 学 中 研 究 运 动 过 程 中 的 守 恒 量 具 有 特 别 重 要 的 意 义，本 节 通 过 实 验 探 究 碰 撞 过 程 中 的 什 么 物 理 量 保 持 不 变(守 恒)。高 中 物 理 习 题 汇 编(二)进 行 新 课 1、实 验 探 究 的 基 本 思 路(1)一 维 碰 撞 我 们 只 研 究 最 简 单 的 情 况 一 两 个 物 体 碰 撞 前 沿 同 一 直 线 运 动，碰 撞 后 仍 沿 同 一 直 线 运 动。这 种 碰 撞 叫 做 一 维 碰 撞。演 示：如 图 所 示，A、B 是 悬 挂 起 来 的 钢 球，把 小 球 A 拉 起 使 其 悬 线 与 竖 直 线 夹 一 角 度 a,放 开 后 A 球 运 动 到 最 低 点 与 B 球 发 生 碰 撞，碰 后 B 球 摆 幅 为 B 角，如 两 球 的 质 量 mA=mB,碰 后 A 球 静 止，B 球 摆 角 8=a,这 说 明 A、B 两 球 碰 后 交 换 了 速 度；如 果 碰 后 A、B 两 球 一 起 向 右 摆 动；如 果 mAmB,碰 后 A 球 反 弹、B 球 向 右 摆 动。以 上 现 象 可 以 说 明 什 么 问 题？结 论：以 上 现 象 说 明 A、B 两 球 碰 撞 后，速 度 发 生 了 变 化，当 A、B 两 球 的 质 量 关 系 发 生 变 化 时，速 度 变 化 的 情 况 也 不 同。(2)追 寻 不 变 量 在 一 维 碰 撞 的 情 况 卜.与 物 体 运 动 有 关 的 量 只 有 物 体 的 质 量 和 物 体 的 速 度。设 两 个 物 体 的 质 量 分 别 为 加、例,碰 撞 前 它 们 速 度 分 别 为 打、匕，碰 撞 后 的 速 度 分 别 为“；、区.规 定 某 一 速 度 方 向 为 正。碰 撞 前 后 速 度 的 变 化 和 物 体 的 质 量 0 的 关 系，我 们 可 以 做 如 卜.猜 测：mv+m2v2=mv+m2v2r机 产:+m2V2=严，+机 2区 2V1 4-V2 _.V2-1-1-m2 m2分 析：碰 撞 前 后 物 体 质 量 不 变，但 质 量 并 不 描 述 物 体 的 运 动 状 态，不 是 我 们 追 寻 的“不 变 量”。必 须 在 各 种 碰 撞 的 情 况 下 都 不 改 变 的 量，才 是 我 们 追 寻 的 不 变 量。2、实 验 条 件 的 保 证、实 验 数 据 的 测 量(1)实 验 必 须 保 证 碰 撞 是 一 维 的，即 两 个 物 体 在 碰 撞 之 前 沿 同 一 直 线 运 动，碰 撞 之 后 还 沿 同 一 直 线 运 动；(2)用 天 平 测 量 物 体 的 质 量；(3)测 量 两 个 物 体 在 碰 撞 前 后 的 速 度。测 量 物 体 的 速 度 可 以 有 哪 些 方 法？总 结：速 度 的 测 量：可 以 充 分 利 用 所 学 的 运 动 学 知 识，如 利 用 匀 速 运 动、平 抛 运 动，并 借 助 于 斜 槽、气 垫 导 轨、打 点 计 时 器 和 纸 带 等 来 达 到 实 验 目 的 和 控 制 实 验 条 件。课 件：参 考 案 例-种 测 速 原 理 如 图 所 示，图 中 滑 块 上 红 色 部 分 为 挡 光 板，挡 光 板 有 一 定 的 宽 度，设 为 L,气 垫 导 轨 上 黄 色 框 架 上 安 装 有 光 控 开 关，并 与 计 时 装 置 相 连，构 成 光 电 计 时 装 置。高 中 物 理 习 题 汇 编 当 挡 光 板 穿 入 时，将 光 挡 住 开 始 计 时，穿 过 后 不 再 挡 光 则 停 止 计 时，设 记 录 的 时 间 为 t,则 滑 块 相 当 于 在 L 的 位 移 上 运 动 了 时 间 t,所 以 滑 块 匀 速 运 动 的 速 度 v=L/t.3、实 验 方 案（1）用 气 垫 导 轨 作 碰 撞 实 验（如 图 所 示）实 验 记 录 及 分 析（a-1）碰 撞 前 碰 撞 后 质 量 明=4 汲=4 照=4 破=4速 度 匕 二 9 七 二 0 V1=3V2=6mvmxvx+m2v2=加 M m 2区=卬 mR：+/n2V 2=m,2,2v+m2v2=v/m匕 上 匕-1-叫 m2t f匕 二 2 一 mx m2实 验 记 录 及 分 析（a-2）碰 撞 前 碰 撞 后 质 量 加 尸 4 m m 2 勿 尸 4 m=2速 度 K I=9=0=4.5 v2=9mv mi%+m2v2=mxv+m2V2=高 中 物 理 习 题 汇 编 mv+m2v 1=mr2,r2vy 4-m2v2=v/mV1.V2.-1-叫 m2，匕+匕 一 m,m2实 验 记 录 及 分 析（a-3）碰 撞 前 碰 撞 后 质 量 nh-2 m=4 n h=2 册=4速 度 ri=6 归 0 vi=-2v2=4niv+m2v2=mv+m2V2=H l卡 mjV,2+m22v2=f2,2mxvx+m2v2=v/m匕 工 V2mA m2，匕 工 匕-1-=mx m2实 验 记 录 及 分 析（b）碰 撞 前 碰 撞 后 质 量 勿 尸 4 m m 2 fJh-A 贮 2速 度 K1=O 片 0V=2 v2=-4niv 匕+m2v2=mxv+m2V2=勿/四 片+m2v1=f2,，2mF1+小 2匕=v/m匕,匕-1-叫 m2，vl 江 匕 mx m2实 验 记 录 及 分 析（c）碰 撞 前 碰 撞 后 质 量 研 二 4 im=2 面 二 4 磔 二 2速 度 匕 二 9%二 0耳-6 K 二 6高 中 物 理 习 题 汇 编 mv 叫+m2v2=4-m2V 2=m,2,f2vx+m2v2=v/mV1.V2 _-1-m m2r rV1.V2 _-1-m m2(2)用 小 车 研 究 碰 撞 将 打 点 计 时 器 固 定 在 光 滑 桌 面 的 端，把 纸 带 穿 过 打 点 计 时 器，连 在 小 车 的 后 面。让 小 车 A运 动，小 车 B静 止。在 两 小 车 的 碰 撞 端 分 别 装 上 撞 针 和 橡 皮 泥，碰 撞 时 撞 针 插 入 橡 皮 泥 中，把 两 个 小 车 连 接 成 一 体(如 上 图)。通 过 纸 带 测 出 它 们 碰 撞 前 后 的 速 度。高 中 物 理 习 题 汇 编 1 6.2 动 量 守 恒 定 律（一）三 维 教 学 目 标 1、知 识 与 技 能：理 解 动 量 守 恒 定 律 的 确 切 含 义 和 表 达 式，知 道 定 律 的 适 用 条 件 和 适 用 范 围；2、过 程 与 方 法：在 理 解 动 量 守 恒 定 律 的 确 切 含 义 的 基 础 上 正 确 区 分 内 力 和 外 力；3、情 感、态 度 与 价 值 观：培 养 逻 辑 思 维 能 力，会 应 用 动 量 守 恒 定 律 分 析 计 算 有 关 问 题。教 学 重 点：动 量 的 概 念 和 动 量 守 恒 定 律。教 学 难 点：动 量 的 变 化 和 动 量 守 恒 的 条 件。教 学 方 法：教 师 启 发、引 导，学 生 讨 论、交 流。教 学 用 具：投 影 片，多 媒 体 辅 助 教 学 设 备。教 学 过 程：第 二 节 动 量 守 恒 定 律（一）（-）引 入 新 课 上 节 课 的 探 究 使 我 们 看 到，不 论 哪 种 形 式 的 碰 撞，碰 撞 前 后 n i u 的 矢 量 和 保 持 不 变，因 此 mu很 可 能 具 有 特 别 的 物 理 意 义。（二）进 行 新 课 1、动 量（momentum）及 其 变 化（1）动 量 的 定 义：物 体 的 质 量 与 速 度 的 乘 积，称 为（物 体 的）动 量。记 为 p=mv单 位：kg.m/s读 作“千 克 米 每 秒”。理 解 要 点：状 态 量：动 量 包 含 了“参 与 运 动 的 物 质”与“运 动 速 度”两 方 面 的 信 息，反 映 了 由 这 两 方 面 共 同 决 定 的 物 体 的 运 动 状 态，具 有 瞬 时 性。大 家 知 道，速 度 也 是 个 状 态 量，但 它 是 个 运 动 学 概 念，只 反 映 运 动 的 快 慢 和 方 向，而 运 动，归 根 结 底 是 物 质 的 运 动，没 有 了 物 质 便 没 有 运 动.显 然 地，动 量 包 含 了“参 与 运 动 的 物 质”和“运 动 速 度”两 方 面 的 信 息，更 能 从 本 质 上 揭 示 物 体 的 运 动 状 态，是 一 个 动 力 学 概 念。矢 量 性：动 量 的 方 向 与 速 度 方 向 一 致。综 上 所 述：我 们 用 动 量 来 描 述 运 动 物 体 所 能 产 生 的 机 械 效 果 强 弱 以 及 这 个 效 果 发 生 的 方 向，动 量 的 大 小 等 于 质 量 和 速 度 的 乘 积，动 量 的 方 向 与 速 度 方 向 一 致。（2）动 量 的 变 化 量：1、定 义：若 运 动 物 体 在 某 一 过 程 的 始、末 动 量 分 别 为 p 和 p,则 称：Ap=p-p 为 物 体 在 该 过 程 中 的 动 量 变 化。2、指 出：动 量 变 化 A p 是 矢 量。方 向 与 速 度 变 化 量 相 同。一 维 情 况 下：Ap=m A v=mu2-mA u,矢高 中 物 理 习 题 汇 编 里 麦 例 1：一 个 质 量 是 0.1kg的 钢 球，以 6m/s的 速 度 水 平 向 右 运 动，碰 到 一 个 坚 硬 的 障 碍 物 后 被 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 有 没 有 变 化？变 化 了 多 少？2、系 统 内 力 和 外 力(1)系 统：相 互 作 用 的 物 体 组 成 系 统。(2)内 力：系 统 内 物 体 相 互 间 的 作 用 力(3)外 力：外 物 对 系 统 内 物 体 的 作 用 力 两 球 碰 撞 得 出 的 结 论 的 条 件：两 球 碰 撞 时 除 了 它 们 相 互 间 的 作 用 力(系 统 的 内 力)外，还 受 到 各 自 的 重 力 和 支 持 力 的 作 用，使 它 们 彼 此 平 衡。气 垫 导 轨 与 两 滑 块 间 的 摩 擦 可 以 不 计，所 以 说 m,和 加 系 统 不 受 外 力，或 说 它 们 所 受 的 合 外 力 为 零。3、动 量 守 恒 定 律(law of conservation of momentum)(1)内 容：一 个 系 统 不 受 外 力 或 者 所 受 外 力 的 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。公 式：nil u i+m2 v 2=D 1)v 1+in.v/(2)注 意 点:研 究 对 象：几 个 相 互 作 用 的 物 体 组 成 的 系 统(如：碰 撞)。矢 量 性：以 上 表 达 式 是 矢 量 表 达 式，列 式 前 应 先 规 定 正 方 向；同 一 性(即 所 用 速 度 都 是 相 对 同 一 参 考 系、同 一 时 刻 而 言 的 条 件：系 统 不 受 外 力，或 受 合 外 力 为 0。要 正 确 区 分 内 力 和 外 力；当 F 内 F 外 时，系 统 动 量 可 视 为 守 恒；思 考 与 讨 论：如 图 所 示，子 弹 打 进 与 固 定 于 墙 壁 的 弹 簧 相 连 的 木 块，此 系 统 从 子 弹 开 始 入 射 木 块 到 弹 簧 压 缩 到 最 短 的 过 程 中，子 弹 与 木 块 作 为 一 个 系 统 动 量 是 否 守 恒？说 明 理 由。分 析：此 题 重 在 引 导 学 生 针 对 不 同 的 对 象(系 统)，对 应 不 同 的 过 程 中，受 力 情 况 不 同，总 动 量 可 能 变 化，可 能 守 恒。0B AA A A A A A A A A n/7777777777777/7777777在 学 习 物 理 的 过 程 中，重 要 的 项 基 本 功 是 正 确 恰 当 地 选 取 研 究 对 象、研 究 过 程，根 据 实 际 情 况 选 用 对 应 的 物 理 规 律，不 能 生 搬 硬 套。例 2：质 量 为 30kg的 小 孩 以 8m/s的 水 平 速 度 跳 上 一 辆 静 止 在 水 平 轨 道 上 的 平 板 车，一 知 平 板 车 的 质 量 为 9 0 k g,求 小 孩 跳 上 车 后 他 们 共 同 的 速 度？解：取 小 孩 和 平 板 车 作 为 系 统，由 于 整 个 系 统 所 受 合 外 为 为 零，所 以 系 统 动 量 守 恒。规 定 小 孩 初 速 度 方 向 为 正，则:相 互 作 用 前：vi=8m/s,V2=0,设 小 孩 跳 上 车 后 他 们 共 同 的 速 度 速 度 为 v,由 动 量 守 恒 定 律 得 miVi=(mi+m2)vz解 得 机+根 2高 中 物 理 习 题 汇 编 数 值 大 于 零，表 明 速 度 方 向 与 所 取 正 方 向 一 致。课 后 补 充 练 习（1）-爆 竹 在 空 中 的 水 平 速 度 为 U,若 由 于 爆 炸 分 裂 成 两 块，质 量 分 别 为 m,和 取，其 中 质 量 为 nn的 碎 块 以 S 速 度 向 相 反 的 方 向 运 动，求 另 一 块 碎 片 的 速 度。（2）小 车 质 量 为 200kg,车 上 有 一 质 量 为 50kg的 人。小 车 以 5m/s的 速 度 向 东 匀 速 行 使，人 以 lm/s的 速 度 向 后 跳 离 车 子，求：人 离 开 后 车 的 速 度。（5.6m/s）1 6.3 动 量 守 恒 定 律（二）三 维 教 学 目 标 1、知 识 与 技 能：掌 握 运 用 动 量 守 恒 定 律 的 般 步 骤。2、过 程 与 方 法：知 道 运 用 动 量 守 恒 定 律 解 决 问 题 应 注 意 的 问 题，并 知 道 运 用 动 量 守 恒 定 律 解 决 仃 关 问 题 的 优 点。3、情 感、态 度 与 价 值 观：学 会 用 动 量 守 恒 定 律 分 析 解 决 碰 撞、爆 炸 等 物 体 相 互 作 用 的 问 题，培 养 思 维 能 力。教 学 重 点：运 用 动 量 守 恒 定 律 的 一 般 步 骤。教 学 难 点：动 量 守 恒 定 律 的 应 用。教 学 方 法：教 师 启 发、引 导，学 生 讨 论、交 流。教 学 用 具：投 影 片、多 媒 体 辅 助 教 学 设 备。教 学 过 程：第 三 节 动 量 守 恒 定 律（二）（-）引 入 新 课 动 量 守 恒 定 律 的 内 容 是 什 么？分 析 动 量 守 恒 定 律 成 立 条 件 有 哪 些？（F 合=0（严 格 条 件）F 内 远 大 于 F外（近 似 条 件，某 方 向 上 合 力 为 0,在 这 个 方 向 上 成 立。）（二）进 行 新 课 1、动 量 守 恒 定 律 与 牛 顿 运 动 定 律 用 牛 顿 定 律 自 己 推 导 出 动 量 守 恒 定 律 的 表 达 式。（1）推 导 过 程：根 据 牛 顿 第 二 定 律，碰 撞 过 程 中 1、2 两 球 的 加 速 度 分 别 是：高 中 物 理 习 题 汇 编%=_ K a=_ F2根 1 m2根 据 牛 顿 第 三 定 律，F,、的 等 大 反 响，即 F,=-F2所 以：?吗=-m2a-,碰 撞 时 两 球 间 的 作 用 时 间 极 短，用 表 示，则 有：匕 一 匕 V2-V2a,=-L a.=-1 t 2 t代 入 m 1%=-m 2 a 2 并 整 理 得+m2v2=mxv+m2v2这 就 是 动 量 守 恒 定 律 的 表 达 式。(2)动 量 守 恒 定 律 的 重 要 意 义 从 现 代 物 理 学 的 理 论 高 度 来 认 识，动 量 守 恒 定 律 是 物 理 学 中 最 基 本 的 普 适 原 理 之 一。(另 一 个 最 基 本 的 普 适 原 理 就 是 能 量 守 恒 定 律。)从 科 学 实 践 的 角 度 来 看，迄 今 为 止，人 们 尚 未 发 现 动 量 守 恒 定 律 有 任 何 例 外。相 反，每 当 在 实 验 中 观 察 到 似 乎 是 违 反 动 量 守 恒 定 律 的 现 象 时，物 理 学 家 们 就 会 提 出 新 的 假 设 来 补 救，最 后 总 是 以 有 新 的 发 现 而 胜 利 告 终。例 如 静 止 的 原 子 核 发 生 B衰 变 放 出 电 子 时，按 动 量 守 恒，反 冲 核 应 该 沿 电 子 的 反 方 向 运 动。但 云 室 照 片 显 示，两 者 径 迹 不 在 一 条 直 线 上。为 解 释 这 一 反 常 现 象，1930年 泡 利 提 出 了 中 微 子 假 说。由 于 中 微 子 既 不 带 电 又 几 乎 无 质 量，在 实 验 中 极 难 测 量，直 到 1956年 人 们 才 首 次 证 明 了 中 微 子 的 存 在。(2000年 高 考 综 合 题 2 3 就 是 根 据 这 一 历 史 事 实 设 计 的)。又 如 人 们 发 现，两 个 运 动 着 的 带 电 粒 子 在 电 磁 相 互 作 用 下 动 量 似 乎 也 是 不 守 恒 的。这 时 物 理 学 家 把 动 量 的 概 念 推 广 到 了 电 磁 场，把 电 磁 场 的 动 量 也 考 虑 进 去，总 动 量 就 又 守 恒 了。2、应 用 动 量 守 恒 定 律 解 决 问 题 的 基 本 思 路 和 一 般 方 法(1)分 析 题 意，明 确 研 究 对 象 在 分 析 相 互 作 用 的 物 体 总 动 量 是 否 守 恒 时，通 常 把 这 些 被 研 究 的 物 体 总 称 为 系 统.对 于 比 较 复 杂 的 物 理 过 程，要 采 用 程 序 法 对 全 过 程 进 行 分 段 分 析，要 明 确 在 哪 些 阶 段 中，哪 些 物 体 发 生 相 互 作 用，从 而 确 定 所 研 究 的 系 统 是 由 哪 些 物 体 组 成 的。(2)要 对 各 阶 段 所 选 系 统 内 的 物 体 进 行 受 力 分 析 弄 清 哪 些 是 系 统 内 部 物 体 之 间 相 互 作 用 的 内 力，哪 些 是 系 统 外 物 体 对 系 统 内 物 体 作 用 的 外 力。在 受 力 分 析 的 基 础 上 根 据 动 量 守 恒 定 律 条 件，判 断 能 否 应 用 动 量 守 恒。(3)明 确 所 研 究 的 相 互 作 用 过 程，确 定 过 程 的 始、末 状 态 即 系 统 内 各 个 物 体 的 初 动 量 和 末 动 量 的 量 值 或 表 达 式。注 意：在 研 究 地 面 上 物 体 间 相 互 作 用 的 过 程 时，各 物 体 运 动 的 速 度 均 应 取 地 球 为 参 考 系。(4)确 定 好 正 方 向 建 立 动 量 守 恒 方 程 求 解。3、动 量 守 恒 定 律 的 应 用 举 例 例 2：如 图 所 示，在 光 滑 水 平 面 上 有 A、B两 辆 小 车，水 平 面 的 左 侧 有 竖 直 墙，在 小 车 B上 坐 着 个 小 孩，小 孩 与 B车 的 总 质 量 是 A车 质 量 的 10倍。两 车 开 始 都 处 于 静 止 状 态，小 孩 把 A车 以 相 对 于 地 面 的 速 度 v 推 出，A车 与 墙 壁 碰 后 仍 以 原 速 率 返 回，小 孩 接 到 A车 后，乂 把 它 以 相 对 于 地 面 的 速 度 v 推 出。每 次 推 出，A车 相 对 于 地 面 的 速 度 都 是 v,方 向 向 左。则 小 孩 把 A车 推 出 几 次 后，A车 返 回 时 小 孩 不 能 再 接 到 A车？高 中 物 理 习 题 汇 编 分 析：此 题 过 程 比 较 复 杂，情 景 难 以 接 受，所 以 在 讲 解 之 前，教 师 应 多 带 领 学 生 分 析 物 理 过 程，创 设 情 景,降 低 理 解 难 度。解：取 水 平 向 右 为 正 方 向，小 孩 第 次 推 出 力 车 时：加 片 一 的 v=0mA v即：V,=mB第 次 推 出/车 时：匕 一 尸 一 届/+/外%2mA v则：匕 一 匕-产%一 所 以：%=%+(-1)“8当 2 P 时，再 也 接 不 到 小 车，由 以 上 各 式 得 25.5取=6点 评：关 于 的 取 值 也 是 应 引 导 学 生 仔 细 分 析 的 问 题，告 诫 学 生 不 能 盲 目 地 对 结 果 进 行“四 舍 五 入”，一 定 要 注 意 结 论 的 物 理 意 义。课 后 补 充 练 习（1）（2002年 全 国 春 季 高 考 试 题）在 高 速 公 路 上 发 生 起 交 通 事 故，辆 质 量 为 15000 kg向 南 行 驶 的 长 途 客 车 迎 面 撞 上 了 一 辆 质 量 为 3000 kg向 北 行 驶 的 k车，碰 后 两 车 接 在 一 起，并 向 南 滑 行 了 一 段 距 离 后 停 止.根 据 测 速 仪 的 测 定，长 途 客 车 碰 前 以 20 m/s的 速 度 行 驶，由 此 可 判 断 卡 车 碰 前 的 行 驶 速 率 为（）A.小 于 10 m/s B.大 于 10 m/s 小 于 20 m/sC.大 于 20 m/s小 于 30 m/s D.大 于 30 m/s小 于 40 m/s（2）如 图 所 示，A、B 两 物 体 的 质 量 比 n】A：mB=3：2,它 们 原 来 静 止 在 平 板 车 C 上，A、B 间 有 一 根 被 压 缩 了 的 弹 簧，A、B 与 平 板 车 上 表 面 间 动 摩 擦 因 数 相 同，地 面 光 滑.当 弹 簧 突 然 释 放 后，则 有（）A.A、B 系 统 动 量 守 恒 B.A、B、C 系 统 动 量 守 恒 C.小 车 向 左 运 动 D.小 车 向 右 运 动 C（3）把 一 支 枪 水 平 固 定 在 小 车 上，小 车 放 在 光 滑 的 水 平 面 上，枪 发 射 出 一 颗 子 弹 时，关 于 枪、弹、车，下 列 说 法 正 确 的 是 A.枪 和 弹 组 成 的 系 统，动 量:守 恒 B.枪 和 车 组 成 的 系 统，动 量 守 恒 C.三 者 组 成 的 系 统，因 为 枪 弹 和 枪 筒 之 间 的 摩 擦 力 很 小，使 系 统 的 动 量 变 化 很 小，可 以 忽 略 不 计，故 系 统 动 量 近 似 守 恒高 中 物 理 习 题 汇 编 D.三 者 组 成 的 系 统，动 量 守 恒，因 为 系 统 只 受 重 力 和 地 面 支 持 力 这 两 个 外 力 作 用，这 两 个 外 力 的 合 力 为 零(4)甲 乙 两 船 自 身 质 量 为 120 kg,都 静 止 在 静 水 中，当 一 个 质 量 为 30 kg的 小 孩 以 相 对 于 地 面 6 m/s的 水 平 速 度 从 甲 船 跳 上 乙 船 时，不 计 阻 力，甲、乙 两 船 速 度 大 小 之 比：v 甲：v 乙=.(5)(2001年 高 考 试 题)质 量 为 M 的 小 船 以 速 度 v0行 驶，船 上 有 两 个 质 量 皆 为 m 的 小 孩 a 和 b,分 别 静 止 站 在 船 头 和 船 尾.现 在 小 孩 a沿 水 平 方 向 以 速 率 v(相 对 于 静 止 水 面)向 前 跃 入 水 中，然 后 小 孩 b 沿 水 平 方 向 以 同 一 速 率 v(相 对 于 静 止 水 面)向 后 跃 入 水 中.求 小 孩 b 跃 出 后 小 船 的 速 度.(6)如 图 所 示，甲 车 的 质 量 是 2 kg,静 止 在 光 滑 水 平 面 上，上 表 面 光 滑，才 i端 放 一 个 质 量 为 1 kg的 小 物 体.乙 车 质 量 为 4 kg,以 5 m/s的 速 度 向 左 运 动，与 甲 车 碰 撞 以 后 甲 车 获 得 8 m/s的 速 度，物 体 滑 到 乙 车 上.若 乙 车 足 够 长，上 表 面 与 物 体 的 动 摩 擦 因 数 为 0.2,则 物 体 在 乙 车 上 表 面 滑 行 多 长 时 间 相 对 乙 车 静 止？(g 取 10 m/s2)参 考 答 案：1.A 2,BC 3.D 4.5：45.因 均 是 以 对 地(即 题 中 相 对 于 静 止 水 面)的 水 平 速 度，所 以 先 后 跃 入 水 中 与 同 时 跃 入 水 中 结 果 相 同。设 小 孩 b 跃 出 后 小 船 向 前 行 驶 的 速 度 为 V,取 V。为 正 向，根 据 动 量 守 恒 定 律，有：2 m(M+2m)Vo=(Mv+mv)-mv 解 得：v=(1+M)V(l6.乙 与 甲 碰 撞 动 量 守 恒：m z.v z,=m z,v i.+m单 v”,小 物 体 m 在 乙 上 滑 动 至 有 共 同 速 度 v,对 小 物 体 与 乙 车 运 用 动 量 守 恒 定 律 得：mvvj=(m+mz)v对 小 物 体 应 用 牛 顿 第 二 定 律 得 a=ug 所 以：t=v/ug代 入 数 据 得 t=0.4 s1 6.4 碰 撞 三 维 教 学 目 标 1、知 识 与 技 能(1)认 识 弹 性 碰 撞 与 非 弹 性 碰 撞，认 识 对 心 碰 撞 与 非 对 心 碰 撞；(2)了 解 微 粒 的 散 射。2、过 程 与 方 法：通 过 体 会 碰 撞 中 动 量 守 恒、机 械 能 守 恒 与 否，体 会 动 量 守 恒 定 律、机 械 能 守 恒 定 律 的 应 用。3、情 感、态 度 与 价 值 观：感 受 不 同 碰 撞 的 区 别，培 养 学 生 勇 于 探 索 的 精 神。教 学 重 点：用 动 量 守 恒 定 律、机 械 能 守 恒 定 律 讨 论 碰 撞 问 题 教 学 难 点：对 各 种 碰 撞 问 题 的 理 解.教 学 方 法：教 师 启 发、引 导，学 生 讨 论、交 流。教 学 用 具：投 影 片，多 媒 体 辅 助 教 学 设 备 教 学 过 程：高 中 物 理 习 题 汇 编 第 四 节 碰 撞(-)引 入 新 课 碰 撞 过 程 是 物 体 之 间 相 互 作 用 时 间 非 常 短 暂 的 一 种 特 殊 过 程，因 而 碰 撞 具 有 如 下 特 点：(1)碰 撞 过 程 中 动 量 守 恒。提 问：守 恒 的 原 因 是 什 么？(因 相 互 作 用 时 间 短 暂，因 此 一 般 满 足 F 内 F外 的 条 件)(2)碰 撞 过 程 中，物 体 没 有 宏 观 的 位 移，但 每 个 物 体 的 速 度 可 在 短 暂 的 时 间 内 发 生 改 变。(3)碰 撞 过 程 中，系 统 的 总 动 能 只 能 不 变 或 减 少，不 可 能 增 加。提 问：碰 撞 中，总 动 能 减 少 最 多 的 情 况 是 什 么？(在 发 生 完 全 非 弹 性 碰 撞 时 总 动 能 减 少 最 多)(二)进 行 新 课 1、展 示 投 影 片 1,内 容 如 下：如 图 所 示，质 量 为 M的 重 锤 自 h 高 度 由 静 止 开 始 卜.落，砸 到 质 量 为 m的 木 楔 上 没 有 弹 起，二 者 一 起 向 下 运 动.设 地 层 给 它 们 的 平 均 阻 力 为 F,则 木 楔 可 进 入 的 深 度 L 是 多 少？组 织 学 生 认 真 读 题，并 给 三 分 钟 时 间 思 考 oM 匚 r(1)提 问 学 生 解 题 方 法：可 能 出 现 的 错 误 是：认 为 过 程 中 只 有 地 层 阻 力 F做 负 功 使 机 械 能 损 失，因 而 解 之 为 M g(h+L)+mgL-FL=O.(2)归 纳：第 一 阶 段，M做 自 由 落 体 运 动 机 械 能 守 恒，nt不 动，直 到 M开 始 接 触 w为 止。再 下 面 一 个 阶 段,M与 w以 共 同 速 度 开 始 向 地 层 内 运 动，阻 力 F做 负 功，系 统 机 械 能 损 失。提 问：第 一 阶 段 结 束 时，M有 速 度，M=四 万，而 用 速 度 为 零。下 一 阶 段 开 始 时，材 与 以 就 具 有 共 同 速 度，即 卬 的 速 度 不 为 零 了，这 种 变 化 是 如 何 实 现 的 呢？(在 上 述 前 后 两 个 阶 段 中 间，还 有 一 个 短 暂 的 阶 段，在 这 个 阶 段 中，和 M发 生 了 完 全 非 弹 性 碰 撞，这 个 阶 段 中，机 械 能(动 能)是 有 损 失 的)(3)让 学 生 独 立 地 写 出 完 整 的 方 程 组 Mgh=Mv2第 一 阶 段，对 重 锤 有：2第 二 阶 段，对 重 锤 及 木 楔 有：(M+脸 M.1，(M+m)hL-FL=0(M+m)v2第 三 阶 段，对 重 锤 及 木 楔 有：2(4)小 结：在 这 类 问 题 中，没 有 出 现 碰 撞 两 个 字，碰 撞 过 程 是 隐 含 在 整 个 物 理 过 程 之 中 的，在 做 题 中，要 认 真 分 析 物 理 过 程，发 掘 隐 含 的 碰 撞 问 题。2、展 示 内 容 如 下：如 图 所 示，在 光 滑 水 平 地 面 上，质 量 为 M的 滑 块 上 用 轻 杆 及 轻 绳 悬 吊 质 量 为 m的 小 球，此 装 置 一 起 以 1 m高 中 物 理 习 题 汇 编 速 度 V。向 右 滑 动，另 一 质 量 也 为 M 的 滑 块 静 止 于 上 述 装 置 的 右 侧。当 两 滑 块 相 撞 后，便 粘 在 一 起 向 右 运 动,则 小 球 此 时 的 运 动 速 度 是 多 少？(1)提 问 学 生 解 答 方 案：可 能 出 现 的 错 误 有：在 碰 撞 过 程 中 水 平 动 量 守 恒，设 碰 后 共 同 速 度 为 V,则 有：M+mv=-v0(M+而 外+0=(2M+m)v 解 得：小 球 速 度 2 M+m(2)明 确 表 示 此 种 解 法 是 错 误 的。提 醒 学 生 注 意 碰 撞 的 特 点：即 宏 观 没 有 位 移，速 度 发 生 变 化，然 后 要 求 学 生 们 寻 找 错 误 的 原 因.(3)归 纳，明 确 以 下 的 研 究 方 法：碰 撞 之 前 滑 块 与 小 球 做 匀 速 直 线 运 动，悬 线 处 于 竖 直 方 向。两 个 滑 块 碰 撞 时 间 极 其 短 暂，碰 撞 前、后 瞬 间 相 比，滑 块 及 小 球 的 宏 观 位 置 都 没 有 发 生 改 变，因 此 悬 线 仍 保 持 竖 直 方 向。碰 撞 前 后 悬 线 都 保 持 竖 直 方 向，因 此 碰 撞 过 程 中，悬 线 不 可 能 给 小 球 以 水 平 方 向 的 作 用 力，因 此 小 球 的 水 平 速 度 不 变。结 论 是：小 球 未 参 与 滑 块 之 间 的 完 全 非 弹 性 碰 撞，小 球 的 速 度 保 持 为 V。小 结：由 于 碰 撞 中 宏 观 无 位 移，所 以 在 有 些 问 题 中，不 是 所 有 物 体 都 参 与 了 碰 撞 过 程，在 遇 到 具 体 问 题 时 一 定 要 注 意 分 析 与 区 别。3、展 示 内 容 如 下：在 光 滑 水 平 面 上，有 4、8 两 个 小 球 向 右 沿 同 一 直 线 运 动，取 向 右 为 正，两 球 的 动 量 分 别 是 A=5kgm/s,n=7kgm/s,如 图 所 示，若 能 发 生 正 碰，则 碰 后 两 球 的 动 量 增 量 小、外 可 能 是()A.n=-3kgm/s；=3kgm/sPA PB A=3kgm/s：/%=3kgm/sC.ApVB,即 mA mB,mB 7 最 后 得 到 正