美妙的守恒定律学案

1.4美妙的守恒定律（学案）【学习目标】1、知道生活中各种各样的碰撞形式,理解弹性碰撞和非弹性碰撞模型，能正确判断哪些是弹性碰撞，哪些是非弹性碰撞。2、能正确表达弹性碰撞和非弹性碰撞的特征，会用动量守恒定律和动能守恒定律去分析弹性与非弹性碰撞现象，并能用两个守恒定律去解释生活生产中的碰撞现象。【重点难点】1、重点：弹性碰撞和非弹性碰撞模型以及利用动量守恒和动能守恒定律去分析这两种碰撞。2、难点：判断两种碰撞的类型和用两个守恒定律分析两种碰撞。一、碰撞中的动能1、动手计算表一和表二两种碰撞类型碰撞前后A、B两物体的动能结果比较：两滑块碰后粘在一起的实验中，碰撞后系统的动能（）了；在两滑块碰后分开的实验中，碰撞前后系统的动能（）。而系统的动量总是（）的。2、弹性碰撞：（）非弹性碰撞：（）完全非弹性碰撞：（）3、说说下列哪些是弹性碰撞，哪些是非弹性碰撞（1）钢球与水泥地面发生的碰撞（）（2）两个鸡蛋相撞（）（3）人跳到运动的车上（）（4）阿尔法粒子与金原子核相撞（）（5）如右图所示与轻弹簧（弹簧质量忽略不计）相连的物体B停放在光滑的水平面上。物体A沿水平方向向右运动，跟与B相连的轻弹簧相碰（）接下来，我们就以上面第（5）个小题为模型来研究弹性碰撞。二、探究弹性碰撞问题：设A、B质量分别为m1、m2，碰前A的速度为v1，B的速度为0，两物体发生弹性碰撞，那么碰撞后A、B的速度v1，v2，是怎样的呢？尝试分析：第一阶段（压缩阶段）:两物体接触后弹簧被压缩，由此产生弹力，使A物体（），B物体（），直到两球速度（）（A、B相对静止，弹簧压缩完成）。在压缩阶段，系统v1111ABM1M2ABV1BM2M1A的动能逐渐（），而弹性势能逐渐()。当两物体速度相等时，系统的势能达到最大，而()减至最小。但在任意一时刻，系统的()保持不变。第二阶段（恢复阶段）:由于弹簧对两物体间的弹力作用，A继续()，B继续加()，使B的速度()A的速度，弹簧形变逐渐()，当两物体即将分离的瞬间，弹簧恢复到原长，A、B均不受()作用。在恢复阶段，系统的()逐渐减少，动能逐渐()，当弹簧的形变完全消失时，系统的弹性势能为()，而动能重新达到()。由以上分析知：系统末态的总动能应该等于初态的总动能，因此有222112211111''222mvmvmv（1）由于系统所受合外力为零，系统的动量守恒，故有112211''mvmvmv（2）联立（1）（2）两式解得121112'mmvvmm121122'mvvmm思考讨论：1、若m1m2，则v1′与v1()2、若m1m2，则v1′与v1()3、若m1=m2，则两物体()速度。这种情况1666年英国皇家学会悬赏征答的问题的解释(P19)。4、若m1m2,则v1′=-v1,相当于乒乓球或铅球撞地球后被弹回5、现在你可以回答引言部分的问题了（碰撞后物体的动能不超过碰撞前物体的动能，即Ek1+Ek2Ek1、+Ek2、）三、自然之美——物理学中的守恒定律（了解）1、简洁美：用极简练的语言将内涵丰富的自然规律表述出来，表现出物理学的简洁美。2、对称美：每一条守恒定律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/1v/2v/1v、、、、、、‘、1BAM1M2律质量守恒定律、能量守恒定律四、练习与检测练习如图所示，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A、B、C，现让A球以v0＝2m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度vC＝1m/s.求：(1)A、B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？检测1．如图所示与轻弹簧相连的物体A停放在光滑的水平面上。物体B沿水平方向向右运动，跟与A相连的轻弹簧相碰。在B跟弹簧相碰后，对于A、B和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是【】A．弹簧压缩量最大时，A、B的速度相同B．弹簧压缩量最大时，A、B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A的速度最大时，弹簧的弹性势能为零2．如图2所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度，对于m、M和弹簧组成的系统【】A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M各自的动能最大C．由于F1、F2大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动D．由于F1、F23．课本P22第3题vBAMmF1F2