中物理选修5第十六章动量守恒定律动量及动量定理.DOC

16．2 动量和动量定理 ★三维目标： 知识与技能 1．理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。 2．会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。 过程与方法 运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。 情感、态度与价值观 通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。 ★教学重点：理解动量定理的确切含义和表达式 ★教学难点：会用动量定理解释有关物理现象，并掌握一维情况下的计算问题 ★教学用具：生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排：2 课时 ★教学过程 第一课时 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。 进行新课： 一、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“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。 大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。 ②矢量性：动量的方向与速度方向一致。 综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。 2、动量的变化量： （1）、定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 （2）、矢量性：由于动量是矢量，动量变化△p也是矢量。方向与速度变化量△v相同。一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 3、动量和动能的关系 1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2.动量是矢量，动能是标量 3.定量关系： 动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化 二、冲量 1、冲量定义：力和作用时间的乘积。 2、定义式：I =F t （1）该式只适合计算恒力的冲量 （2）F是变力时，可采用图像法、分段法、动量定理等，常采用动量定理求解 （3）冲量是矢量:若力方向不变，I和力方向同；若力方向变，I和△V方向同（4）冲量是过程量，是描述力的时间积累效应的物理量，它与时间相对应 （5）冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。 例3.平抛一质量m=2Kg的物体，经t=5s，重力的冲量 解析：重力为恒力，可直接用定义式求解。则：I=mgt=100Ns 例4.如图，物体原先静止，在恒力F1、F2分别作用t1、t2，求物体受F1、F2的合冲量。 分析：整过程作用力为变力， 但分两段，则每段为恒力，可用定义式求解，且F1、F2在一套直线上，可用代数求和。I合= F1t1+F2t2. 若两力方向相反呢？ 例5.物体受F=Kt作用，求t1时间内的冲量。 分析：力随t变化，是变力，不能采用定义式求解。 图像法：以t为横轴，F为纵轴建立坐标系。则图线与时间轴围成的面积，表示一段时间内的冲量。 引入新课 第二课时 演示实验1：鸡蛋落地 事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵（不让学生知道），让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破！ 演示实验2：缓冲装置的模拟 用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。 在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢？接下来我们就探究其中的奥秘。 进行新课 三、动量变化与冲量的关系——动量定理 1．用动量概念表示牛顿第二定律 师：假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。