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1、人教版物理选修3-5导学案【课 题】161 实验：探究碰撞中的不变量导学案【学习目标】 备课人：赵炳东（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。【自主探究】1.光滑桌面上有1、2两个小球。1球的质量为0.3Kg，以8m/s的速度跟质量为0.1kg的静止的2球碰撞，碰撞后2球的速度变为9m/s，1球的速度变为5m/s，方向与原来相同。根据这些数据，以上两项猜想是否成立：（1）通过计算说明，碰撞后是否是1球把速度传给了2球？（2）通过计算说明，碰撞后是否是1球把动能传给了2球？（3）请根据实验数据猜想在这次碰
2、撞中什么物理量不变，通过计算加以验证。6水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别是06k g和02kgA车的车尾拉着纸带，A车以某一速度与静止的B车发生一维碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示根据这些数据，请猜想：把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后是相等的?【典型例题】A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短)。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如下图所示。已知闪光的时间间隔为t，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通
3、过x=70cm处，问：(1)碰撞发生在何处? (2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间? (3)设两滑块的质量之比为mA：mB=2：3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等?【问题思考】在探究碰撞中的不变量时，你认为在计算时怎样对待速度的方向？【针对训练】1在“探究碰撞中的不变量”的实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为m1，被碰球质量为m2，二者关系应是( )Am1m2 Bm1=m2 C m1MB)(1)碰撞后B球的水平射程应为_cm(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?答：_ (填选项号)A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 BA球与B球碰撞后，测量A球
4、落点位置到O点的距离 C测量A球或B球的直径 D测量A球和B球的质量 E测量G点相对于水平槽面的高度 6某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通人压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图(b)所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通人压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带
5、穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块1带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如下图所示：测得滑块1(包括撞针)的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g；试完善实验步骤的内容。 (2)已知打点计时器每隔002 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kgms；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为_kgms(保留三位有效数字)。 (3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_。
6、【典型例题】.答案：（1）60cm（2）t/2（3）碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等.【针对训练】1.D 2.C3. 2gl(1-cos)1/2 2gl(1-cos)1/2 2gl(1-cos/)1/2 、 2gl(1-cos/)1/2 4. 解析 (1)小车A碰前做匀速直线运动，打在纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前速度应选BC段；CD段上所打的点由稀变密；可见在CD段A、B两小车相互碰撞A、B撞后一起做匀速运动，所打出的点又应是间距均匀的故应选DE段计算碰后速度 (2)碰前mAvA十mBVB=0.420kgm/s 碰后 mAvA/十mBvB=(mA十mB)v=0417kgms
7、 其中，vA=BC/t=105ms。 vA=vB= DE/t = 0695ms 通过计算可以发现，在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的 答案 (1)BC DE (2)0420 0417 点评 此题是根据1998年上海高考题改编的，原题为验证碰撞过程中动量守恒，这里结合所学内容将说法稍作变动此题的关键是选择纸带上的有效段，”理解为杆么要选择这样的有效段(匀速运动，打点应均匀)5. 解析 (1)将l0个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由刻度尺测得碰撞后B球的水平射程约为647cm (2)从同一高度做平抛运动飞行的时间t相同，而水平方向为匀速运动，故水平位移s=vt，所以只要
8、测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移代替平抛初速度，亦即碰撞前后的速度，通过计算mAOP，与mAOM+mBON是否相等，即可以说明两个物体碰撞前后各自的质量与其速度的乘积之和是否相等，故必须测量的是两球的质量和水平射程，即选项A、B、D是必须进行的测量。 答案 (1)647cm(642-652cm均可)；(2)A、B、D 点评 本题是2000年全国高考题，该题中利用平抛运动的规律，巧妙地提供了一种测量碰撞前后的速度的方法，既方便又实用。6. 先 接通打点计时器的电源 ，然后 放开滑块1 0.620 0.618 纸带与打点计时器的限位空有摩擦 【课 题】16.2 动量守恒定律（一）导学案【学
9、习目标】 备课人：赵炳东（1）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)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)理解动量的定义，区分动量与动能。【自主学习】一、动量：1、定义：物体的_和_的乘积。2、定义式：p=_。3、单位：_。4、方向：动量是矢量，方向与_的方向相同，因此动量的运算服从_法则。5、动量的变化量：（1）定义：物体在某段时间内_与_的矢量差（也是矢量）。（2）公式：P=_（矢量式）。（3）方向：与速度变化量的方向相同，（4）同一直线上动量变化的计算：选定一个正方向，与正方向同向的动量取正值，与正方向反向的动量取负值，从而将矢量
10、运算简化为代数运算。计算结果中的正负号仅代表_，不代表_。二、系统 内力和外力1、系统：_的两个或几个物体组成一个系统。2、内力：系统_物体间的相互作用力叫做内力。3、外力：系统_物体对系统_物体的作用力叫做外力。三、动量守恒定律1、内容：如果一个系统_，或者_的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。2、动量守恒的条件：（1）系统_外力作用；（2）系统受外力作用，合外力_。【典型例题】在光滑水平面上两小车中间有一弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是：（ ）A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手，动量不守恒C
11、.先入开左手，后放开右手，总动量向左 D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零【问题思考】1、区别比较动量与速度、动量变化量、动能。它们的区别与联系。2、你认为动量守恒定律可以有哪些表达式？3、动量守恒定律有哪些特点？4、总结应用动量守恒定律的解题步骤。【针对训练】1关于动量的概念，以下说法中正确的是( )A速度大的物体动量一定大 B质量大的物体动量一定大C两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相等D两个物体的速度相等，那么质量大的物体动量一定大2.关于动量守恒的条件,下列说法正确的有( )A.只要系统内存在摩擦力,动量
12、不可能守恒 B.只要系统受外力做的功为零,动量守恒C.只要系统所受到合外力的冲量为零,动量守恒 D.系统加速度为零,动量不一定守恒3、下列说法中不正确的是（ ）A物体的动量改变，则合外力一定对物体做了功；B物体的运动状态改变，其动量一定改变；C物体的动量发生改变，其动能一定发生改变 D物体的动能改变，其动量一定发生改变。4木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ） Aa尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒Ca离开墙后，a、b系统动量守恒 Da离开墙
13、后，a、b系统动量不守恒5下列运动中，在任何相等的时间内物体的动量变化完全相同的是( )A竖直上抛运动(不计空气阻力) B平抛运动(不计空气阻力)C匀速圆周运动 D简谐运动6质量分别为、的小球在一直线上相碰，它们在碰撞前后的位移时间图像如图所示，若kg，则等于（ ）A1kg B2kg C3kg D4kg7如图所示，p、p分别表示物体前、后的动量，短线表示的动量大小为15kgm/s，长线表示的动量大小为30kgms，箭头表示动量的方向在下列所给的四种情况下，物体动量改变量相同的是( )A. B. C. D.8如图所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，则当两
14、人同时相向走动时( ) A要使小车静止不动，甲乙速率必相等 B要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大 C要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大 D要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小9质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(a与A碰，b与B碰，c与C碰)碰后，a球继续沿原方向运动，b球静止不动，c球被弹回而向反方向运动这时，A、B、C三球中动量最大的是( )AA球 BB球 CC球 D由于A、B、C三球质量未知，无法判定10一质量为m=02kg的皮球10。从高H=08m处自由落下，与地面相碰后反弹的最大高度为h=045m，则球与地面
15、接触这段时间内动量的变化为多少?【典型例题】A、C、D【针对训练】1D 2、C 3、AC 4、BC 5AB 6、C 7C 8C 9C 10解析 本题考查动量的变化量，解题的关键是弄清初末状态的动量及方向。 答案) 取向下的方向为正，则由H处下落，与地面接触前瞬间的速度v1=4ms，这时的动量pl=mv1= 08kgms。与地面接触后离开地面前瞬间的速度v2=3 ms，这时的动量p2=mv2=06 kgms。则p= 14kgms。动量的变化方向为负，说明动量的变化方向向上.【课 题】16.3 动量守恒定律（二）导学案【学习目标】 备课人：赵炳东（1）能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞，导出
16、动量守恒的表达式；(2)了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性；(3)加深对动量守恒定律的理解，进一步练习用动量守恒定律解决生产、生活中的问题。（4）知道求初、末动量不在一条直线上的动量变化的方法。【自主学习】一、动量守恒定律与牛顿运动定律1、动量守恒定律与牛顿运动定律在研究碰撞问题时结论相同，以水平光滑桌面上两个小球的碰撞为例：动量守恒定律认为：两个小球组成的系统所受合外力_，这个系统的总动量_。牛顿运动定律认为：碰撞中的每个时刻都有F1=-F2，所以，m1a1=-m2a2，所以m1(v1-v1)/t=-m2(v2-v2) t,即m1v1+m2v2=_.2、动量守恒定律和
17、牛顿运动定律两种解题方法的对比：牛顿运动定律解决解决问题要涉及_过程中的力，当力的形式很复杂，甚至是变化的时候，解起来很复杂，甚至不能求解。动量守恒定律只涉及过程_两个状态，与过程中受力的细节_。问题往往能大大简化。二、动量守恒定律的普适性1、动量守恒定律既适用于低速运动，也适用于_运动，既适用于宏观物体，也适用于_。2、动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的_领域。【典型例题】1、两只小船平行逆向航行，船和船上的麻袋总质量分别为m甲=500kg，m乙=1000kg，当它们头尾相齐时，由每只船上各投质量m=50kg的麻袋到另一只船上去，结果甲船停下来，乙船以v=8.5m
18、/s的速度沿原方向继续航行，求交换麻袋前两只船的速率各为多少？（水的阻力不计）2、带有半径为R的1/4光滑圆弧的小车其质量为M，置于光滑水平面上，一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则球离开小车时，球和车的速度分别为多少？【问题思考】1、动量守恒定律运用的条件是什么？如果物体所受外力之和不为零，就一定不能运用动量守恒定律吗？如果能用应该符合什么条件？。2、举例说明如何动量守恒中的相互作用？【针对训练】1.某一物体从高h处自由下落，与地面碰撞后又跳起高h，不计其他星球对地球的作用，以地球和物体作为一个系统，下列说法正确的是( )A在物体下落过程中，系统动量不守恒 B在物体与地面碰撞过程中系
19、统动量守恒C在物体上升过程中系统动量守恒 D上述全过程中系统动量都守恒2.如图所示，水平地面上O点的正上方竖直自由下落一个物体m，中途炸成a，b两块，它们同时落到地面，分别落在A点和B点，且OAOB，若爆炸时间极短，空气阻力不计，则（ ）A落地时a的速率大于b的速率B落地时在数值上a的动量大于b的动量C爆炸时a的动量增加量数值大于b的增加量数值D爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能3质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动，质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块（子弹留在木块内），要使木块停下来，必须发射子弹的数目为（ ）A B C D 4、如图所示，小球A和小球B质量相同，球B置
20、于光滑水平面上，当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相碰，并粘合在一起继续摆动，它们能上升的最大高度是（ ）Ah Bh/2 Ch/4 Dh/85.静止在水面上的船长为L、质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离是: （ ）A.mL/M B.mL/（M+m） C.mL/（Mm） D.（Mm）L/（M+m）6、两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是（ ）A.若甲最先抛球，则一定是v甲v乙 B.若乙最后接球，则一定是v甲v乙C.只有
21、甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙 D.无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙7、满载砂子的总质量为M的小车，在光滑水平面上做匀速运动，速度为。在行驶途中有质量为的砂子从车上漏掉，则砂子漏掉后小车的速度应为：（ ）A B C D8.如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是( )A小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒C小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒D小球离开C点
22、以后，将做竖直上抛运动9.如图所示，质量分别为mA=0.5 kg、mB=0.4 kg的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上，质量为mC=0.1 kg的木块C以初速vC0=10 m/s滑上A板左端，最后C木块和B板相对静止时的共同速度vCB=1.5 m/s.求：（1）A板最后的速度vA；（2）C木块刚离开A板时的速度vC.【典型例题】1、1m/s 9m/s【针对训练】1、BCD 2、AD 3、C 4、C 5、B 6、B 7、A 8.C16.解：C在A上滑动的过程中，A、B、C组成系统的动量守恒，则mCvC0=mCvC+（mA+mB）vAC在B上滑动时，B、C组成系统的动量守恒，则mCvC+mBvA
23、=（mC+mB）vCB解得vA=0.5 m/s，vC=5.5 m/s.【课 题】16.4 碰撞导学案【学习目标】 备课人：赵炳东（1）了解弹性碰撞非弹性碰撞和完全非弹性碰撞，对心碰撞和非对心碰撞.会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题；(2)了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性；(3)加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解，能运用这两个定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题。【自主学习】一、弹性碰撞和非弹性碰撞1、弹性碰撞过程中机械能_的碰撞。2、非弹性碰撞过程中机械能_的碰撞。3、在光滑水平面上，质量为m 1的小球以速度v1与质
24、量为m2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒：m1v1=_,(m1v12)/2=_.碰后两个小球的速度分别为：v1=_v2=_。(1)若m1m2，v1和v2都是正值，表示v1和v2都与v1方向_。（若m1m2，v1=v1，v2=2v1，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去）(2)若m1tb C. ta m2时，车子与甲运动方向一致 B. 当v1 v2时，车子与甲运动方向一致C. 当m1v1=m2v2时，车子静止不动 D. 当m1v1m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致6甲、乙两个溜冰者，两人质量分别为48kg和50kg甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2ms的速率在
25、冰面上相向滑行，冰面光滑甲将球传给乙，乙再将球抛给甲，这样抛接若干次后，乙的速率为零，则甲的速率为多少？7、在水平轨道上放置一门质量为M的炮车，发射炮弹的质量为m，炮车与地面间摩擦不计，当炮身与水平方向成角发射炮弹时，炮弹相对炮身的出口速度为v0，试求炮车后退的速度多大？8、一质量为m的人站在停靠岸边的小船上、小船质量为M，现在：（1）人以对地的水平速度v跳上岸；（2）人以对地的速度斜向上跳上岸，v和水平方向成角；（3）人以对船的速度u斜向上跳上岸，u与水平方向成角；求上述三种情况下，人跳起后，小船后退的速度各是多大（不计水的阻力）？【自主学习】1、某种内力 分必然向相反的方向 2、防止 向后
26、反冲 准确性。【典型例题】能安全返回飞船【针对训练】1. 越大 质量 10 多级 2D 3、ABD 4、AD 5、CD 60 7、mv0cos/(M+m) 8（1）mv/M (2)mv cos/M (3)mucos/(M+m) 【课 题】16.6 用动量概念表示牛顿第二定律导学案【学习目标】 备课人：赵炳东（1）理解冲量概念。(2)理解动量定理及其表达式。(3)能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。（4）理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。【自主学习】一、用动量概念表示牛顿第二定律表达式：F=_。物理意义：物体所受的力等于物体动量的_，这是牛顿第二定律的另一种表达方式。由于动量和力
27、都是_量，所以上表达式是个_式，它不仅表示了_与_的大小关系，也表示了它们之间的_关系。二、动量定理1、冲量：定义：_与_的乘积叫冲量。公式：I=_。单位：_方向：冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向_。2、动量定理：内容：物体在一个过程始末的_等于它在这个过程中所受力的_。公式：Ft=_或_=I【典型例题】mMFL如图所示，质量为M=4kg的木板长L=1.4m，静止在光滑的水平地面上，其上端右侧静置一个质量为m=1kg的小滑块，小滑块与木板间的动摩擦因数为=0.4.今用一水平力F=28N向右拉木板，要使小滑块从木板上掉下来，求此力至少作用多长时间？(重力加速度g取10m/s2)【问题思考】1
28、、比较冲量与功的区别与联系。2、如何计算恒力的冲量、变力的冲量各合力的冲量。3、举例说明人们生活中是怎样应用动量定理减小冲力的？【针对训练】1下列说法正确的是（ ）A动量的方向一定跟物体的速度方向相同，且动量大的物体其速度一定大B冲量的方向一定跟对应的作用力方向相同，且冲量大对应的作用力一定大C物体受到的冲量方向与物体末动量的方向不一定相同D合外力的冲量为零，则物体所受各力的冲量均为零2、关于物体所受冲量跟其受力情况和运动的关系，下列说法正确的是 （ ）A物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越快B物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越大C物体受到的冲量越大，它受到的合外力一定越大D物体受到的冲
29、量越大，它的速度变化一定越快3、下列说法正确的是 （ ）A根据F=P/t 可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的力B力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对单间的累积效应，是一个标量C动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便D易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用为4.下面的说法正确的是（ ）A物体运动的方向就是它的动量的方向B如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大D作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小5.如图所示，两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑，到达斜面底端，两个物体具有的不同物理量是（ ）A. 下滑的
