首页 | 小学 | 初中 | 高中 | 作文 | 英语 | 幼教 | 综合 | 早知道 |
高考 当前位置:唯才教育网 > 高中 > 高考 > 正文 唯才教育网手机站

人教版高中物理选修3-5

时间:2016-04-13 来源:唯才教育网 本文已影响

篇一:人教版高中物理选修3-5教案

物理选修3-5教案

第十六章 动量和动量守恒定律

16.1实验:探究碰撞中的不变量

目的要求

通过这节课的学习,让学生掌握科学探究的思维方法,从最简单的关系开始寻找,利用身边的资源及已学过的原理,来完成该实验的探究过程。

重难点分析

一、重点

本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。如何真正实现探究的过程。

二、难点

本节课的难点在于,如何启发学生利用身边的一切可利用资源,来自行设计可行性较强的实验方案。

新课教学

一、新课引入

碰撞是自然界中常见的现象。比如,两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连,台球由于两球的碰撞而改变运动状态。两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒,或者各自后退。在微观粒子之间,更是由于相互碰撞而改变能量,甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。

二、新课教学

由很多例子可知,两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度变化也不一样。那么,碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?这节课主要介绍研究这个问题的实验。

(一)实验的基本思路

研究最简单的情况——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。

思考一下,在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有哪些?

(学生答:质量m,速度v)

为什么与质量m有关?

(学生答:相互作用力下,质量越大的物体速度改变越慢)

?。速设两物体质量分别为m1、m2,碰撞前速度分别为v1、v2,碰撞后速度分别为v1?、v2

度为矢量,因而需规定正方向。

问题是:物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系?

质量必定是不变的,但质量只是惯性的量度,无法描述物体的运动状态。而速度却是在碰撞前后改变的,那么,可否有一个物理量为质量与速度的某种关系,却又恰好能在碰撞前后保持不变呢?

可能关系: 11112?2?m2v2?2 ?m1v1①m1v12?m2v22222

→这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失,只是多少的问题。而我们要寻找的物

理量是在任何一种碰撞中都不变的量。

??m2v2? ②m1v1?m2v2?m1v1

③m1m2m1m2 ????v2?v1v2v1

v1v2v?v???1?2 m1m2m1m2④

??

m、v组成的关系有很多种可能,因而需要通过实验来寻找。

(二)学生阅读课本参考案例一、二、三,思考并回答以下问题。

1、要完成这个实验,首要必须考虑的问题是什么?案例中如何实现这一条件?

(首要必须保证碰撞是一维的,即必须保证两物体在碰撞前后均沿同一直线运动。可采用气垫导轨、光滑平板等)

2、该实验必须测量什么物理量?

(物体的质量m、物体碰撞前后的速度v)

3、如何测量这些物理量?

(质量的测量:天平、弹簧秤等

速度的测量:光电计时装置、打点计时器等)

4、物体的质量是否一定得测量出来?

(不一定。可以使用多个完全一样的物体,组成质量比确定的关系即可)

5、除了案例介绍的方法,还有什么方法可以测量速度?

(粗略测量时,可以采用刻度尺测量位移、秒表测量时间来求出速度等)

6、记录数据的表格如何设计?

(三)要求学生再次研究课本介绍的案例,思考归纳课本案例中的优点与缺点?

(包括可操作性以及误差来源)

(四)要求学生自行设计可行性的实验方案

(例如:利用平抛运动原理,利用斜面等)

(五)补充说明:实验中还需注意两点:

1、碰撞不单止两个物体相碰,原来连在一起的两个物体,由于具有相互排斥的力而分开,也是一种碰撞。

例如:用细线将弹簧片拉成弓形,连接两个物体,在某一时刻将细线烧断,两物体运动;炮弹爆炸成速度不同的碎片等。

2、碰撞时难免有能量损失,只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变,则才是我们寻找的不变量。

能量损失较小:即使得碰撞接近弹性碰撞,可在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架

能量损失较大:可在滑块的碰撞端面贴胶布,可增大。或者在两个滑块端分别装上撞针和橡皮泥等。

(六)布置课后自行阅读学生实验手册实验,下节课进行学生实验。

三、课堂练习

课本P6问题与练习2

探索碰撞中的不变量

——课堂设计

新课引入:

请大家回忆一个概念:什么叫力?力是物体和物体之间的相互作用。而有些物体间的相互作用显得有些剧烈,那就是碰撞!碰撞是很常见的现象:大到宇宙空间天体之间、天体飞行器之间的相互碰撞,小到微观粒子之间的碰撞。(显示图片)

回到我们生活的空间,我来给大家看几种碰撞:

演示实验:

演示:两个摆球在最低点的碰撞:1、质量大的撞击质量小的;2、质量小的撞击质量大的;3、两个运动小球之间的对碰;4、质量相等的小球之间的碰撞。(玩具碰)

小结:不同情况下,相互碰撞的物体运动状态改变且改变情况不相同,那么在碰撞前后会不会有什么物理

量不变(就象自由落体过程中机械能不变一样)

引入:今天我们用最简单的碰撞来研究——两个物体的一维碰撞:碰撞前后两个物体都在同一直线上运动。

在一维碰撞里面,质量不变,但它显然不是我们追求的不变量;速度变化了(考虑到速度的矢量性,我们要选定一个正方向,如果速度和选定的正方向一致,取正值,否则取负值)

问题:因为质量不同的时候,速度的变化情况也不一样,所以我们寻求的不变量应该和质量相关、和速度

相关,是什么呢?

猜想: 会不会是两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和是不变量?

即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′成立

或者,各自的质量与自己速度的二次方的乘积之和是不变量?

即:m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2成立

或者,两个物体的速度与自己质量的比值之和是不变量 'v1v2v1'v2即:成立 ???m1m2m1m2

或者??

我们的实验需要考虑的问题:

1、如何保证碰撞是一维的,保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动;

2、如何测量物体的质量;(天平,弹簧秤)

3、怎样测量物体的速度。

4、数据表格:对比、探究、验证实验中,如何设计一个直观、方便的表格也是成功的关键所在。

给出参考表格,可自己设计更方便的表格。

研究方案一:运动的小球撞击静

止的小球

1、质量的测量:天平;

2、保证一维碰撞:利用斜槽末端水平槽控制小

球做水平方向运动;

3、速度的测量:由于入射球和被碰小球碰撞前后均由同一高度飞出做平抛运动,飞行时间相等,若取飞行时间为单位时间,则数值上可用水平位移代替水平速度。

17g和2.5g

研究方案二:运动的小车撞击静止的小车后成为一个整体。

1、质量的测量:天平;

2、保证一维碰撞:四轮小车在平板上运动

3、速度的测量:利用打点计时器和跟随小

车的纸带来测量小车的速度。(V1=

S10/10T,V/1=V/2= S/10/10T)

实验小结:

1、由于各种误差的存在,相对误差在5%以

内的,我们可以认为这两个值相等,由于我们使用的方法、器材的局限,能在10%以内也算可以了,但超过20%以上的,一般就不认为相等了。

2、提问:能小于10%的是第几组物理量?征集:讨论的问题中,有相对差值小于5%的。

3、展示成果:

得到结论:

在误差允许的范围内,从实验结果看,在各种碰撞的前后,系统“mv”之和是一个定值;而系统“mv2”之和有的情况下是一个定值,而有时变化很大。

刚才大家所研究的都是一个运动的物体去碰一个静止的物体(弹性很不好的时候成为一个整体,弹性比较的时候分开),那么如果两个物体都具有一定的初速度,刚才的结论还成立吗?

研究方案三:气垫导轨上两个滑块的碰撞

1、质量的测量:弹簧秤;

2、保证一维碰撞:气垫导轨保证了两滑块碰撞前后都在

同一直线上

3、速度的测量:利用光电计时器计下挡光片挡光的时间

t,再测出挡光片的长度L,可得滑块的速度v=L/t。

4、实验操作:

1)有弹性圈

2)橡皮泥

3)碰后成为一整体

数据评点:

1、各时间的物理意义

2、有关速度的方向

3、每组数据三个比较

4、得出结论:(看时间可让学生讨论,得出结论)

结论:系统各部分的“mv”(矢量,要考虑方向)的总和是一个定值,所以我们给“mv”一个名称叫动量P。刚才的结论就是一个很重要的定律——动量守恒定律。这是个适用范围比牛顿定律还要广的定律。它不仅仅适用于一维碰撞,还适用于二维、三维,多个物体之间的作用,当然,它有一定的适用条件,具体我们要到后面详细研究。

思考:有些情况下,系统“mv2”之和在碰撞前后相等,这能否给我们一些启示?

提示:要是m1v12+m2v22= m1v1/2+m2v2/ 2两边同时乘以1/2呢?

回顾玩具碰:为什么?

课后思考:满足什么样的条件,两个小球碰撞以后会交换速度?

16.2 动量守恒定律(一)

★新课标要求

(一)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

(二)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

(三)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

★课时安排1 课时

★教学过程

(一)引入新课

上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ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

篇二:人教版高中物理选修3-5全册教案

按住Ctrl键单击鼠标打开全套教学视频名师讲课播放

物理选修3-5教案

第十六章 动量和动量守恒定律

16.1实验:探究碰撞中的不变量

目的要求

通过这节课的学习,让学生掌握科学探究的思维方法,从最简单的关系开始寻找,利用身边的资源及已学过的原理,来完成该实验的探究过程。

重难点分析

一、重点

本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。如何真正实现探究的过程。

二、难点

本节课的难点在于,如何启发学生利用身边的一切可利用资源,来自行设计可行性较强的实验方案。

新课教学

一、新课引入

碰撞是自然界中常见的现象。比如,两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连,台球由于两球的碰撞而改变运动状态。两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒,或者各自后退。在微观粒子之间,更是由于相互碰撞而改变能量,甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。

二、新课教学

由很多例子可知,两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度变化也不一样。那么,碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?这节课主要介绍研究这个问题的实验。

(一)实验的基本思路

研究最简单的情况——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。

思考一下,在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有哪些?

(学生答:质量m,速度v)

为什么与质量m有关?

(学生答:相互作用力下,质量越大的物体速度改变越慢)

?。速设两物体质量分别为m1、m2,碰撞前速度分别为v1、v2,碰撞后速度分别为v1?、v2

度为矢量,因而需规定正方向。

问题是:物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系?

质量必定是不变的,但质量只是惯性的量度,无法描述物体的运动状态。而速度却是在碰撞前后改变的,那么,可否有一个物理量为质量与速度的某种关系,却又恰好能在碰撞前后保持不变呢?

可能关系: 11112?2?m2v2?2 ?m1v1①m1v12?m2v22222

→这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失,只是多少的问题。而我们要寻找的物

理量是在任何一种碰撞中都不变的量。

??m2v2? ②m1v1?m2v2?m1v1

③m1m2m1m2 ????v2?v1v2v1

v1v2v?v???1?2 m1m2m1m2④

??

m、v组成的关系有很多种可能,因而需要通过实验来寻找。

(二)学生阅读课本参考案例一、二、三,思考并回答以下问题。

1、要完成这个实验,首要必须考虑的问题是什么?案例中如何实现这一条件?

(首要必须保证碰撞是一维的,即必须保证两物体在碰撞前后均沿同一直线运动。可采用气垫导轨、光滑平板等)

2、该实验必须测量什么物理量?

(物体的质量m、物体碰撞前后的速度v)

3、如何测量这些物理量?

(质量的测量:天平、弹簧秤等

速度的测量:光电计时装置、打点计时器等)

4、物体的质量是否一定得测量出来?

(不一定。可以使用多个完全一样的物体,组成质量比确定的关系即可)

5、除了案例介绍的方法,还有什么方法可以测量速度?

(粗略测量时,可以采用刻度尺测量位移、秒表测量时间来求出速度等)

6、记录数据的表格如何设计?

(三)要求学生再次研究课本介绍的案例,思考归纳课本案例中的优点与缺点?

(包括可操作性以及误差来源)

(四)要求学生自行设计可行性的实验方案

(例如:利用平抛运动原理,利用斜面等)

(五)补充说明:实验中还需注意两点:

1、碰撞不单止两个物体相碰,原来连在一起的两个物体,由于具有相互排斥的力而分开,也是一种碰撞。

例如:用细线将弹簧片拉成弓形,连接两个物体,在某一时刻将细线烧断,两物体运动;炮弹爆炸成速度不同的碎片等。

2、碰撞时难免有能量损失,只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变,则才是我们寻找的不变量。

能量损失较小:即使得碰撞接近弹性碰撞,可在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架

能量损失较大:可在滑块的碰撞端面贴胶布,可增大。或者在两个滑块端分别装上撞针和橡皮泥等。

(六)布置课后自行阅读学生实验手册实验,下节课进行学生实验。

三、课堂练习

课本P6问题与练习2

探索碰撞中的不变量

——课堂设计

新课引入:

请大家回忆一个概念:什么叫力?力是物体和物体之间的相互作用。而有些物体间的相互作用显得有些剧烈,那就是碰撞!碰撞是很常见的现象:大到宇宙空间天体之间、天体飞行器之间的相互碰撞,小到微观粒子之间的碰撞。(显示图片)

回到我们生活的空间,我来给大家看几种碰撞:

演示实验:

演示:两个摆球在最低点的碰撞:1、质量大的撞击质量小的;2、质量小的撞击质量大的;3、两个运动小球之间的对碰;4、质量相等的小球之间的碰撞。(玩具碰)

小结:不同情况下,相互碰撞的物体运动状态改变且改变情况不相同,那么在碰撞前后会不会有什么物理

量不变(就象自由落体过程中机械能不变一样)

引入:今天我们用最简单的碰撞来研究——两个物体的一维碰撞:碰撞前后两个物体都在同一直线上运动。

在一维碰撞里面,质量不变,但它显然不是我们追求的不变量;速度变化了(考虑到速度的矢量性,我们要选定一个正方向,如果速度和选定的正方向一致,取正值,否则取负值)

问题:因为质量不同的时候,速度的变化情况也不一样,所以我们寻求的不变量应该和质量相关、和速度

相关,是什么呢?

猜想: 会不会是两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和是不变量?

即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′成立

或者,各自的质量与自己速度的二次方的乘积之和是不变量?

即:m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2成立

或者,两个物体的速度与自己质量的比值之和是不变量 'v1v2v1'v2即:成立 ???m1m2m1m2

或者??

我们的实验需要考虑的问题:

1、如何保证碰撞是一维的,保证两物体在碰撞前后在同一直线上运动;

2、如何测量物体的质量;(天平,弹簧秤)

3、怎样测量物体的速度。

4、数据表格:对比、探究、验证实验中,如何设计一个直观、方便的表格也是成功的关键所在。

给出参考表格,可自己设计更方便的表

格。

研究方案一:运动的小球撞击静

止的小球

1、质量的测量:天平;

2、保证一维碰撞:利用斜槽末端水平槽控制小球做水平方向运动;

3、速度的测量:由于入射球和被碰小球碰撞前后均由同一高度飞出做平抛运动,飞行时间相等,若取飞行时间为单位时间,则数值上可用水平位移代替水平速度。

17g和2.5g

研究方案二:运动的小车撞击静止的小车后成为一个整体。

1、质量的测量:天平;

2、保证一维碰撞:四轮小车在平板上运动

3、速度的测量:利用打点计时器和跟随小

车的纸带来测量小车的速度。(V1=

S10/10T,V/1=V/2= S/10/10T)

实验小结:

1、由于各种误差的存在,相对误差在5%以

内的,我们可以认为这两个值相等,由于我们使用的方法、器材的局限,能在10%以内也算可以了,但超过20%以上的,一般就不认为相等了。

2、提问:能小于10%的是第几组物理量?征集:讨论的问题中,有相对差值小于5%的。

3、展示成果:

得到结论:

在误差允许的范围内,从实验结果看,在各种碰撞的前后,系统“mv”之和是一个定值;而系统“mv2”之和有的情况下是一个定值,而有时变化很大。

刚才大家所研究的都是一个运动的物体去碰一个静止的物体(弹性很不好的时候成为一个整体,弹性比较的时候分开),那么如果两个物体都具有一定的初速度,刚才的结论还成立吗?

研究方案三:气垫导轨上两个滑块的碰撞

1、质量的测量:弹簧秤;

2、保证一维碰撞:气垫导轨保证了两滑块碰撞前后都在

同一直线上

3、速度的测量:利用光电计时器计下挡光片挡光的时间

t,再测出挡光片的长度L,可得滑块的速度v=L/t。

4、实验操作:

1)有弹性圈

2)橡皮泥

3)碰后成为一整体

数据评点:

1、各时间的物理意义

2、有关速度的方向

3、每组数据三个比较

4、得出结论:(看时间可让学生讨论,得出结论)

结论:系统各部分的“mv”(矢量,要考虑方向)的总和是一个定值,所以我们给“mv”一个名称叫动量P。刚才的结论就是一个很重要的定律——动量守恒定律。这是个适用范围比牛顿定律还要广的定律。它不仅仅适用于一维碰撞,还适用于二维、三维,多个物体之间的作用,当然,它有一定的适用条件,具体我们要到后面详细研究。

思考:有些情况下,系统“mv2”之和在碰撞前后相等,这能否给我们一些启示?

提示:要是m1v12+m2v22= m1v1/2+m2v2/ 2两边同时乘以1/2呢?

回顾玩具碰:为什么?

课后思考:满足什么样的条件,两个小球碰撞以后会交换速度?

16.2 动量守恒定律(一)

★新课标要求

(一)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

(二)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

(三)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

★课时安排1 课时

★教学过程

(一)引入新课

上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。

(二)进行新课

篇三:人教版高中物理选修3-5教案

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

16.1 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)

人教版高中物理选修3-5

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,使自己溶入社会。 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

(一)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、生产活动中常见的一种现象,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)。

(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——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β角,如两球的质量mA=mB,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;

如果mA>mB,碰后A、B两球一起向右摆动; 如果mA<mB,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

在一维碰撞的情况下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m1、m2,碰撞前它们速度分别为v1、v2,碰撞后的速度分别为v1?,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m的关系,我们v2

可以做如下猜测:

??mv?mv?mv?mv11221122

22

??mv?mv?mv?mv11221122

2

2

?v?vvv1

212mmmm1212

分析:

①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”。

②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――一种测速原理

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。

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)

实验记录及分析(a-2)

实验记录及分析(a-3)

实验记录及分析(b)

实验记录及分析(c)

(2) 用小车研究碰撞

将打点计时器固定在光滑桌面的一端,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。

篇四:人教版高中物理选修3-5测试题及答案

人教版高中物理选修3-5测试题

一、选择题

92441.下面列出的是三个核反应方程:30→30→10→715P―14Si+X,4Be+1H―5B+Y,2He+2He―3Li+Z.

其中( )

A.X是质子,Y是中子,Z是正电子

B.X是正电子,Y是质子,Z是中子

C.X是中子,Y是正电子,Z是质子

D.X是正电子,Y是中子,Z是质子

2.放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用,下列有关放射线应用的说法中正确的有( )

A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电,因此达到消除有害静电的目的

B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤,也能进行人体的透视

C.用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异,其结果一定是成为更优秀的品种

D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以免对人体正常组织造成太大的危害

3.2010年2月,温哥华冬奥会上,我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现,获得本届冬奥会上的第一块金牌,这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌.若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动,某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出,推出后两人仍在原直线上运动,冰面的摩擦可忽略不计.若分离时赵宏博的速度为v1,申雪的速度为v2,则有( )

A.m1v0=m1v1+m2v2

B.m2v0=m1v1+m2v2

C.(m1+m2)v0=m1v1+m2v2

D.(m1+m2)v0=m1v1

4.在光电效应实验中,李飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出( )

A.甲光的频率大于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

5.下列说法正确的是( )

A.中子和质子结合氘核时吸收能量

B.放射性物质的温度升高,其半衰期减小

C.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4个

D.γ射线的电离作用很强,可用来消除有害静电

6.(2011·温州模拟)2010年7月25日早7时,美国“乔治·华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演,标志此次代号为 “不屈的意志”的美韩联合军演正式开始.在现兵器体系中,潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头,整个二战期间,潜艇共击沉航母17艘,占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队,拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇,核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量的核

14192能.核反应方程23592U+n→56Ba+36Kr+αX是反应堆中发生的众多核反应的一种,n为中子,X为待求粒子,

α为X的个数,则( )

A.X为质子 α=3

C.X为中子 α=2B.X为质子 α=2 D.X为中子 α=3

7.颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时,临界角分别为Ca和Cb,且Ca> Cb. (因为由sinC=1n

可知na<nb,则a光的频率小于b光的频率)当用a光照射某种金属时发生了光电效应,现改用b光照射,则( )

A.不一定能发生光电效应

B.光电子的最大初动能增加

C.单位时间内发射的光电子数增加

D.入射光强度增加

8.(2011·合肥模拟)质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度大小可能是( )

A.0.6v

C.0.2v B.0.4v D.v

9.由于放射性元素23793Np的半衰期很短,所以在自然界一直未被发现,在使用人工的方法制造后才被发

209现.已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成83Bi,下列论述中正确的是( )

237A.核20983Bi比核93Np少28个中子

B.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变

C.衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变

D.发生β衰变时,核内中子数不变

10.如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M=3kg的木板,木板上有质量

为m=1kg的物块.它们都以v=4m/s的初速度反向运动,它们之间有摩擦,且木

板足够长,当木板的速度为2.4m/s时,物块的运动情况是( )

A.做加速运动

C.做匀速运动

二、论述计算题 B.做减速运动 D.以上运动都有可能

11、太阳的能量来自氢核聚变:即四个质子(氢核)聚变一个?粒子,同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子(反应方程式里面通常不反映出中微子).如果太阳辐射能量的功率为P,质子1H、氦核2He、正电子1e的质量分别为mp、mH、me,真空的光速为c,则 e140

(1)写出上述核反应方程式;

(2)计算每一次聚变所释放的能量△E;

(3)计算t时间内因聚变生成的?粒子个数n.

12.(10分)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.

(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?

(2)求此过程中释放的核能.

13.(10分)(2011·江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查)用速度为v0、质量为m1的42He

14核轰击质量为m2的静止的14发生核反应,最终产生两种新粒子A和B.其中A为8O核,7N核,

质量为m3,速度为v3;B的质量为m4.

(1)计算粒子B的速度vB.

(2)粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反

14.(11分)(2011·烟台模拟)如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,M=5m,A、B间存在摩擦,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求A、B最后的速度大小和方向.

15.(11分)氢原子的能级示意图如图所示,现有每个电子的动能

都为Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使

电子与氢原子发生迎头正碰.已知碰撞前一个电子与一个原子的总动

量为零.碰撞后,氢原子受激,跃迁到n=4的能级.求碰撞后1个电

子与1个受激氢原子的总动能.(已知电子的质量me与氢原子的质量

mH之比为1∶1840)

2013-2014高二下学期第三次月考物理试题参考答案

1-5 D D C BC 6-10 D B B B A

11. (1)核反应方程式为

14041H?2He?21e ①

(2)由爱因斯坦的质能方程?E

核反应所释放的能量△E为

??mc2 ② ?E?(4mp?mHe?2me)c2 ③

?n?E ④

⑤ (3)由能量关系得P 得n?ptpt??E(4mp?mHe?2me)c2

m1v012[答案] (2)(m1+m2-m0-m3)c2 m1+m2

[解析] (1)设复核的速度为v,由动量守恒定律得

m1v0=(m1+m2)v

m1v0解得vm1+m2

(2)核反应过程中的质量亏损

Δm=m1+m2-m0-m3

反应过程中释放的核能

ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m0-m3)c2

m1v0-m3v3m1v013[答案] (2)v3>m4m3

[解析] 根据动量守恒定律可解得粒子B的速度,再根据粒子B的速度方向与42He核的运动方向相反 ,确定粒子A的速度符合的条件.

(1)由动量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB,解得:vB=m1v0-m3v3 m4

m1v04(2)B的速度与2He核的速度方向相反,即:m1v0-m3v3<0,解得:v3>m3

214[答案] v0 方向与平板车B初速度方向相同. 3

[解析] 由动量守恒可知:

Mv0-mv0=(M+m)v

M-m得:vv M+m0

2将M=5m代入上式可得:v=v0 3

方向与平板车B初速度方向相同

15[答案] 0.15eV

[解析] 以ve和vH表示碰撞前电子的速度和氢原子的速率,根据题意有: meve-mHvH=0①

碰撞前,氢原子与电子的总动能为:

11Ek=mHv2+ev2He② 22

联立①②两式并代入数据解得:

Ek≈12.90eV③

氢原子从基态跃迁到n=4的能级所需要能量由能级图可得: ΔE=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV④

碰撞后,受激氢原子与电子的总动能为:

Ek=Ek-ΔE=12.9eV-12.75eV=0.15eV

篇五:人教版高中物理选修3-5教案

第十六章 动量和动量守恒定律

目的要求

通过这节课的学习,让学生掌握科学探究的思维方法,从最简单的关系开始寻找,利用身边的资源及已学过的原理,来完成该实验的探究过程。

重难点分析

一、重点

本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。如何真正实现探究的过程。

二、难点

本节课的难点在于,如何启发学生利用身边的一切可利用资源,来自行设计可行性较强的实验方案。

新课教学

一、新课引入

碰撞是自然界中常见的现象。比如,两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连,台球由于两球的碰撞而改变运动状态。两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒,或者各自后退。在微观粒子之间,更是由于相互碰撞而改变能量,甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。

二、新课教学

由很多例子可知,两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度变化也不一样。那么,碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?这节课主要介绍研究这个问题的实验。

(一)实验的基本思路

研究最简单的情况——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。

思考一下,在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有哪些?

(学生答:质量m,速度v)

为什么与质量m有关?

(学生答:相互作用力下,质量越大的物体速度改变越慢)

?。速设两物体质量分别为m1、m2,碰撞前速度分别为v1、v2,碰撞后速度分别为v1?、v2

度为矢量,因而需规定正方向。

问题是:物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系?

质量必定是不变的,但质量只是惯性的量度,无法描述物体的运动状态。而速度却是在碰撞前后改变的,那么,可否有一个物理量为质量与速度的某种关系,却又恰好能在碰撞前后保持不变呢?

可能关系: 11112?2?m2v2?2 ?m1v1①m1v12?m2v22222

→这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失,只是多少的问题。而我们要寻找的物

理量是在任何一种碰撞中都不变的量。

??m2v2? ②m1v1?m2v2?m1v1

③m1m2m1m2 ????v2?v1v2v1

1

?v2?v1v2v1④ ???m1m2m1m2

……

m、v组成的关系有很多种可能,因而需要通过实验来寻找。

(二)学生阅读课本参考案例一、二、三,思考并回答以下问题。

1、要完成这个实验,首要必须考虑的问题是什么?案例中如何实现这一条件?

(首要必须保证碰撞是一维的,即必须保证两物体在碰撞前后均沿同一直线运动。可采用气垫导轨、光滑平板等)

2、该实验必须测量什么物理量?

(物体的质量m、物体碰撞前后的速度v)

3、如何测量这些物理量?

(质量的测量:天平、弹簧秤等

速度的测量:光电计时装置、打点计时器等)

4、物体的质量是否一定得测量出来?

(不一定。可以使用多个完全一样的物体,组成质量比确定的关系即可)

5、除了案例介绍的方法,还有什么方法可以测量速度?

(粗略测量时,可以采用刻度尺测量位移、秒表测量时间来求出速度等)

6、记录数据的表格如何设计?

(三)要求学生再次研究课本介绍的案例,思考归纳课本案例中的优点与缺点?

(包括可操作性以及误差来源)

(四)要求学生自行设计可行性的实验方案

(例如:利用平抛运动原理,利用斜面等)

(五)补充说明:实验中还需注意两点:

1、碰撞不单止两个物体相碰,原来连在一起的两个物体,由于具有相互排斥的力而分开,也是一种碰撞。

例如:用细线将弹簧片拉成弓形,连接两个物体,在某一时刻将细线烧断,两物体运动;炮弹爆炸成速度不同的碎片等。

2、碰撞时难免有能量损失,只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变,则才是我们寻找的不变量。

能量损失较小:即使得碰撞接近弹性碰撞,可在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架

能量损失较大:可在滑块的碰撞端面贴胶布,可增大。或者在两个滑块端分别装上撞针和橡皮泥等。

(六)布置课后自行阅读学生实验手册实验,下节课进行学生实验。

三、课堂练习

课本P6问题与练习2

2