高中物理-动量观点与能量观点在力学中的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

动量观点与能量观点的应用教学设计教学目标：1.进一步熟练应用动量守恒定律的解题方法.2.综合应用动量和能量观点解决力学问题．教学重点：动量能量综合问题的解决方法教学难点：应用动量观点和能量观点解决动量能量综合问题教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：解决力学问题的三个基本观点1．力的观点：主要应用牛顿运动定律和运动学公式相结合，常涉及受力，加速或匀变速运动的问题．2．动量的观点：主要应用动量定理或动量守恒定律求解．常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用的物体系问题．3．能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析；在涉及物体系内能量的转化问题时，常用能量的转化和守恒定律．力学中的几个功能关系的应用【真题示例1】(2017·全国卷Ⅲ，16)一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距eq\f(1,3)l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为()A.eq\f(1,9)mgl B.eq\f(1,6)mglC.eq\f(1,3)mgl D.eq\f(1,2)mgl【真题示例2】(2017·全国卷Ⅰ，24)一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105m处以7.5×103m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2(结果保留2位有效数字)。(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。预测1功、功率的理解与计算预测2机械能守恒定律的应用预测3功能关系、能量转化守恒定律的综合应用1.(2017·潍坊模拟)质量为m＝2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v－t图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10m/s2，则()A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5B.10s末恒力F的瞬时功率为6WC.10s末物体在计时起点左侧4m处D.0～10s内恒力F做功的平均功率为0.6W2.(多选)如图，直立弹射装置的轻质弹簧顶端原来在O点，O与管口P的距离为2x0，现将一个重力为mg的钢珠置于弹簧顶端，再把弹簧压缩至M点，压缩量为x0，释放弹簧后钢珠被弹出，钢珠运动到P点时的动能为4mgx0，不计一切阻力，下列说法正确的是()A.弹射过程，弹簧和钢珠组成的系统机械能守恒B.弹簧恢复原长时，弹簧的弹性势能全部转化为钢珠的动能C.钢珠弹射所到达的最高点距管口P的距离为7x0D.弹簧被压缩至M点时的弹性势能为7mgx03.如图4所示，质量mB＝3.5kg的物体B通过下端固定在地面上的轻弹簧与地面连接，弹簧的劲度系数k＝100N/m。轻绳一端与物体B连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O1、O2后，与套在光滑直杆顶端E处的质量mA＝1.6kg的小球A连接。已知直杆固定不动，杆长L为0.8m，且与水平面的夹角θ＝37°。初始时使小球A静止不动，与A相连的一段绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45N。已知EO1＝0.5m，重力加速度g取10m/s2，绳子不可伸长。现将小球A从静止释放。(1)求在释放小球A之前弹簧的形变量；(2)若直线CO1与杆垂直，求小球A从静止运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功；(3)求小球A运动到直杆底端D点时的速度大小。动量定理和动能定理的应用【真题示例1】(多选)(2017·全国卷Ⅲ，20)一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则()A.t＝1s时物块的速率为1m/sB.t＝2s时物块的动量大小为4kg·m/sC.t＝3s时物块的动量大小为5kg·m/sD.t＝4s时物块的速度为零【真题示例2】(2017·全国卷Ⅱ，24)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度为g。求：(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。预测1动能定理的应用预测2动量定理的应用预测3动能定理、动量定理的综合应用1.(多选)一物体静止在粗糙水平面上，某时刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用开始沿水平方向做直线运动，已知在第1s内合力对物体做的功为45J，在第1s末撤去拉力，物体整个运动过程的v－t图象如图所示，g取10m/s2，则()A.物体的质量为5kgB.物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C.第1s内摩擦力对物体做的功为60JD.第1s内拉力对物体做的功为60J2.(多选)(2017·陕西省宝鸡市高三教学质量检测)如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击右侧的煤层。设水柱直径为D，水流速度为v，方向水平，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列正确的是()A.高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρvπD2B.高压水枪的功率为eq\f(1,8)ρπD2v3C.水柱对煤层的平均冲力为eq\f(1,4)ρπD2v2D.手对高压水枪的作用力水平向右3.如图所示，轻绳长为l，竖直悬挂质量为M的摆球，在最低点A经两次打击后到达圆周最高点C，若第一次平均打击力为10N，摆球恰升到水平位置OB处，则第二次平均打击力至少应该为多大，才能使摆球上升到最高点？(设两次打击时间相等且极短)动量观点和能量观点的综合应用【真题示例1】(2017·全国卷Ⅰ，14)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A.30kg·m/s B.5.7×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/s D.6.3×102kg·m/s【真题示例2】(2017·天津理综，10)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。现将B竖直向上再举高h＝1.8m(未触及滑轮)，然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g＝10m/s2，空气阻力不计。求：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H。预测1动量守恒定律的应用预测2与动量守恒定律相关的临界问题预测3动量观点和能量观点的综合应用1.(2017·云南玉溪一中模拟)在一水平支架上放置一个质量m1＝0.98kg的小球A，一颗质量为m0＝20g的子弹以v0＝300m/s的水平速度击中小球A并留在其中。之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车中，已知沙车的质量m2＝2kg，沙车的速度v1＝2m/s，水平面光滑，不计小球与支架间的摩擦。(1)若子弹打入小球A的过程用时Δt＝0.01s，求子弹与小球间的平均作用力大小；(2)求最终沙车B的速度。2.(2017·西安一中模拟)光滑水平面上，用轻质弹簧连接的质量为mA＝2kg、mB＝3kg的A、B两物体都处于静止状态，此时弹簧处于原长状态。将质量为mC＝5kg的物体C，从半径R＝3.2m的eq\f(1,4)光滑圆弧轨道最高点由静止释放，如图所示，圆弧轨道的最低点与水平面相切，B与C碰撞后粘在一起运动。求：(1)B、C碰撞刚结束时的瞬时速度的大小；(2)在以后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。3.(2017·肇庆高中毕业班一模)如图，质量M＝1.5kg的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边，其上表面与水平桌面相平，小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q。水平放置的轻弹簧左端固定，质量为0.5kg的小物块P置于光滑桌面上的A点并与弹簧的右端接触，此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力F将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)，推力做功WF＝4J，撤去F后，P沿桌面滑到小车左端并与Q发生弹性碰撞，最后Q恰好没从小车上滑下。已知Q与小车表面间动摩擦因数μ＝0.1。(取g＝10m/s2)求：(1)P刚要与Q碰撞前的速度是多少？(2)Q刚在小车上滑行时的初速度v0是多少？(3)为保证Q不从小车上滑下，小车的长度至少为多少？《动量观点与能量观点在力学中的应用》学情分析本节课的教学对象高三的学生，该阶段的学生已经具备了较高的物理学素养，有较高的空间想象能力和逻辑推理能力，对各种研究物理问题的方法已经熟练掌握，但是在有限的时间内拿不准用力学观点，或是用能量的观点，还是用动量的观点去解决问题，尤其是在理综考试的过程中，结果即花费了时间又拿不到应得的分。原因在于学生对力和运动的规律、动能定理、动量定理等没有深刻地理解。《动量观点与能量观点在力学中的应用》效果分析1.本节课温故知新，激发了学生的学习兴趣。2.采用类比方式将抽象的知识形象化，有助学生理解。3.鼓励学生积极主动参与课堂、大胆质疑，课堂更具有了针对性。4.巧妙地设立目标，采用问题驱动式模式，铺设较缓的梯度，提高了学生对知识的吸收率。5.知识点训练具体详细，及时消灭认识上的误区。6.强化了学生的整体意识，得分意识。《动量观点与能量观点在力学中的应用》教材分析《动量观点与能量观点在力学中的应用》是高三二轮复习的专题内容。教材在编排的过程中1.理清运动中功与能的转化与量度的关系，结合受力分析、运动过程分析，熟练地应用动量定理和动能定理解决问题。

2.引导学生深刻理解功能关系，综合应用动量守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方程解决多运动过程的问题。

3.“1种物理思想和3种方法”(1)守恒的思想。(2)守恒法、转化法、转移法。

4.辨明了“3个易错易混点”(1)动量和动能是两个和速度有关的不同概念。(2)系统的动量和机械能不一定同时守恒。(3)不是所有的碰撞都满足机械能守恒。动量观点与能量观点的应用随堂检测1．一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf1 2．如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则()A．W＝eq\f(1,2)mgR，质点恰好可以到达Q点B．W＞eq\f(1,2)mgR，质点不能到达Q点C．W＝eq\f(1,2)mgR，质点到达Q点后继续上升一段距离D．W＜eq\f(1,2)mgR，质点到达Q点后继续上升一段距离3．如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为l，传送带开始时处于静止状态。把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1。随后让传送带以v2的速度匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2。下列关系中正确的是() A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W2，P1＝P2，Q1＝Q24．将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木板A的左端开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是() A．小铅块将从木板B的右端飞离木板 B．小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止 C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等 D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量5．利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图3所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角，倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数μ＝0.25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v＝4m/s，两轮轴心相距L＝5m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m＝1kg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v0＝8m/s，A、B间的距离x＝1m。工件可视为质点，g取10m/s2。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求： (1)弹簧的最大弹性势能； (2)工件沿传送带上滑的时间。6．如图4所示，半径R＝0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点。斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持P、Q两物块静止。若P、C间距为L1＝0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m1＝3kg，与MN间的动摩擦因数μ＝eq\f(1,3)。求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2) (1)烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小； (2)物块P在MN斜面上滑行的总路程。7．如图5所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小孔A进入半径R＝0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L＝2m，θ＝60°，小球质量为m＝0.5kg，D点与小孔A的水平距离s＝2m，g取10m/s2。 (1)摆线能承受的最大拉力为多大？ (2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间动摩擦因数μ的范围。8．如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h＝0.3m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m1＝30kg，冰块的质量为m2＝10kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断冰块与斜面体分离后能否追上小孩？ 《动量观点与能量观点在力学中的应用》课后反思本节课采用了多样化的教学方式，帮助学生做好了一下几个方面：1.理清运动中功与能的转化与量度的关系，结合受力分析、运动过程分析，