福建省三明市第一中學(xué)高二物理動量與動量定理教案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精§1動量和動量定理三明一中高二段：廖乃平【教學(xué)目標】一、知識與技能1．理解動量和沖量的定義及其矢量性,會正確計算一維空間內(nèi)物體動量的變化.2．理解動量定理的確切含義和表達式，知道動量定理適用于變力。3．能夠初步利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決實際問題。二、過程與方法（1）通過對動量定理的探究過程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問題，認識物理模型工具在物理學(xué)的作用。（2)能夠應(yīng)用動量定理處理一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題，在分析、解決問題的過程中培養(yǎng)交流、合作能力。三、情感、態(tài)度與價值觀通過運用所學(xué)知識推導(dǎo)新的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望.通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察，分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識?！窘虒W(xué)重點】理解動量定理的確切含義和表達式.【教學(xué)難點】動量和沖量方向問題的理解及動量定理綜合運用?！窘虒W(xué)方法】引導(dǎo)啟發(fā)、合作探究、相互評價【教學(xué)用具】生雞蛋、海綿（桌布）、細繩、橡皮筋、陶瓷碗、多媒體等?！窘虒W(xué)活動設(shè)計】圖片引入—-——--師生互動師：玩具車與卡車以相同的速度撞向你？籃球與子彈這類質(zhì)量較小物體飛向你？師：運動物體的作用效果與哪些因素有關(guān)？（學(xué)生猜測，師生達成共識：運動物體的作用效果既與質(zhì)量有關(guān)又與速度有關(guān).）【板書】動量定義:物理學(xué)上，把物體的質(zhì)量與速度的乘積，稱為（物體的）動量，用符號“P”表示。公式:p=mv3、單位：kg·m/s讀作“千克米每秒”。（1）矢量性：方向由速度方向決定,與該時刻的速度方向相同。性質(zhì)：（2）瞬時性：是狀態(tài)量,與某一時刻相對應(yīng).（3）相對性:物體的動量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球為參考系。（1）定義：物體的末動量與初動量的矢量差叫做物體動量的變化（2）表達式：Δp=mΔ?=mv2-mv1=p′－p4、動量的變化（Δp）（3）性質(zhì)：①動量的變化等于末狀態(tài)動量減初狀態(tài)的動量，其方向與Δ?的方向相同：在同一直線上的問題采用代數(shù)運算,不在同一條直線上的動量變化的運算，遵循平行四邊形定則②動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量。5、動量與動能的定量關(guān)系：【例題1】一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以3m/s的速度水平向右運動，碰到堅硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以3m/s的速度水平向左運動，求：(1）鋼球與墻壁碰撞前鋼球的動量。（2）鋼球與墻壁碰撞后鋼球的動量.（3）鋼球與墻壁碰撞過程中鋼球的動量變化量。沖量師：請同學(xué)們猜想，誰是產(chǎn)生鋼球動量變化的原因呢?（學(xué)生猜測并交流討論。）師：同學(xué)們的討論的只是猜想,下面我們創(chuàng)設(shè)一個情境來作理論上的推導(dǎo)。（學(xué)生嘗試由牛頓第二定律F=ma和運動學(xué)公式推導(dǎo)出力和動量變化的關(guān)系。完成導(dǎo)學(xué)案合作探究二動量定理的理論推導(dǎo)。）師：同一物體，動量變化，則速度變化，將有加速度，而要產(chǎn)生加速度，必有合力。（1。師生推導(dǎo)出；2.物理學(xué)中把F△t叫做力對物體的沖量,沖量也是矢量，恒力的沖量方向與力的方向相同，過程量，單位等。）【板書】1、定義：在物理學(xué)中，把力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量,用符號“I"表示.2、公式：I=Ft3、單位，在國際單位制中時?！っ?N·s）(1）沖量是矢量，作用力的方向不變時其方向與力的方向相同。(2）沖量是過程量，是力對時間的積累效應(yīng).性質(zhì)：（3)沖量和功不同，恒力在一段時間內(nèi)可能不做功，但一定有沖量。（4)沖量I=Ft只能求恒力的沖量。計算要明確求哪個力的沖量，還是物體的合外力的沖量.5、合外力沖量：先算合力再算沖量(或者求出各個力的沖量再求矢量和）【例題2】在傾角α＝37°的斜面上，有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，求物體下滑2s的時間內(nèi)，物體所受摩擦力的沖量及合外力的沖量。(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0。8）動量定理1、內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化2、公式:I合＝ΔpF合t＝m－mv＝－讓學(xué)生來分析此公式中各量的意義:其中F合是物體所受合外力,mv是初動量，m是末動量,t是物體從初動量變化到末動量所需時間，也是合外力F作用的時間。⑴動量定理表明合外力沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因，是物體動量變化的量度。3、理解：（2）它反映了物體所受沖量與其動量變化量兩個矢量間的關(guān)系，是一矢量相等式，式子中的“＝"包括大小相等和方向相同。（3）動量定理給出了沖量(過程量）和動量變化（狀態(tài)量）間的互求關(guān)系.現(xiàn)代物理學(xué)把力定義為物體動量的變化率：F合=Δp／Δt(這也是牛頓第二定律的動量形式）(1）動量定理具有普遍性,不論物體的運動軌跡是直線還是曲線，作用力不論是恒力還是變力，幾個力作用的時間不論是相同還是不同都適用.對于變力,動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值.說明：在實際中我們常遇到變力作用的情況，比如用鐵錘釘釘子，球拍擊乒乓球等，釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用，則該恒力就叫變力的平均值。4、適用條件:（2）動量定理不僅適用于宏觀低速物體,對微觀現(xiàn)象和高速運動仍然適用．5、優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài).（1）。確定研究對象：一般為單個物體；（2）.明確物理過程：受力分析,求出合外力的沖量；（3）。明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動量；6、運用動量定理解題的一般步驟:（4）。選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化;（5）。根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解?！纠}3】一個質(zhì)量是0。2kg的鋼球,以3m/s的速度水平向右運動，碰到堅硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以3m/s的速度水平向左運動，若墻壁與鋼球的作用時間為Δt=0.1s。求：(1）墻壁對鋼球的平均作用力F1。（2）若墻壁與鋼球的作用時間為Δt=0.01s，則墻壁對鋼球的平均作用力F2。動量定理實例分析：五、課堂鞏固練習(xí)：1．如圖2－1所示，把重物G壓在紙帶上,用一水平力緩慢拉動紙帶，用另一水平力快速拉動紙帶，紙帶都被從重物下面抽出,對這兩個過程，下面的解釋正確的是(）A．緩慢拉動紙帶時，紙帶對重物的摩擦力大B．快速拉動紙帶時，紙帶對重物的摩擦力小C．緩慢拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大D．快速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量小解析：對重物，在紙帶抽出的過程中，所受的合力即為紙帶給它的滑動摩擦力f＝μmg（其中μ是重物與紙帶間的動摩擦因數(shù),m是重物的質(zhì)量)，顯然重物所受合力F合＝f，在快抽和慢抽兩種情況下是不變量,A、B均錯。由F合t＝ft＝Δp知：F合一定,Δp∝t,故慢抽時,t較長，Δp較大，紙帶給重物的沖量I大,C正確?？斐闀r，t較短，Δp較小，紙帶給重物的沖量I小，D正確。答案:C、D2．一質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v.在此過程中(）A．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2B．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為零C．地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為eq\f（1,2)mv2D．地面對他的沖量為mv－mgΔt，地面對他做的功為零解析：運動員受到兩個作用力：地面對他向上的作用力F和重力mg，根據(jù)動量定理有（F－mg)Δt＝mv，所以地面對他的沖量為FΔt＝mv＋mgΔt，地面對他的作用力因腳的位置為零，做功為零，故正確答案為B。答案：B3、一個質(zhì)量為0.1kg的鋼球，從5m高處自由下落后,又在豎直方向跳起3。2m,如果鋼球與地面碰撞時間為0。02s,試求鋼球受到的平均作用力。(g取10m/s2解析：鋼球下落剛與地面接觸的初速度為，方向向下；鋼球反彈離開地面時的末速度為，方向向上.設(shè)向上為正。根據(jù)動量定理:；可得4、如圖所示，質(zhì)量為m＝2kg的物體，在水平力8N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)．若F作用后撤去，撒去F后