物理人教版选择性必修第一册-1.2 动量定理.pdfVIP

1.2动量定理

【教学目标与核心素养】

【物理观念】能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式；理解动量定理的确切含义，

知道动量定理适用于变力。

【科学思维】会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

【科学探究】通过对动量定理的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题，认识物理模型工

具在物理学的作用。

【科学态度与责任】有参与科技活动的热情，有从生活到物理，从物理到生活的意识。

【重难点】

【教学重点】（1）动量定理的推导和对动量定理的理解

（2）利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。

【教学难点】动量定理的矢量性，也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”。

尤其是方向的一致性，即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致。

【教学过程】

【导入新课】

让粉笔从相同的高度分别落到水泥地上和铺在地上的厚布上，观察会有怎样的现象发生。

结果：落在水泥地上的粉笔断了，而落在垫有厚布的地上却没有断。

思考：为什么会产生这两种不同的现象？

【新课讲授】

一、温故知新

在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动

量的变化又是什么原因引起的呢？

二、情境探究

思考：汽车以速度v运动，急刹车到停止。若对车施加很大的阻力，则车停止时间很短；如果对车

施加很小的阻力，则车停止时间较长。

两种情况下，汽车的_______变化相同。可见，引起运动状态改变，要考虑_______和

_________这两个因素。（引导学生对引起动量变化因素的思考）

二、问题探究

问题情景：假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为v，

经过一段时间t后，速度变为v′，试探究合外力F的表达式。

′′

v−vv−v

由牛顿第二定律知：F=ma，加速度：a0，即Fm0，推导得Ft=mv–mv=Δp

0

∆t∆t

（类比动能定理得出冲量概念）

11

Fsmv′2−mv2∆E

k，Ft=mv–mv=Δp

220

描述物体动能变化的物理量是功，那么描述物体动量变化的量是什么呢？引出冲量概念。

三、冲量

1.定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。

2.公式：I=Ft

3.单位：牛·秒（N·s）

4.意义：（1）冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。

(2)冲量是过程量，是力对时间的积累效应。

(3)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。

问题：根据图像求出恒力F0在时间t内的冲量？

I=F0t

思考：若F为变力，如何求其冲量？

近似认为物体在每一一段时间内的

一段时间时段以受到某一恒力变力的冲量

微元法：

由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。（微元

法是高中物理中的一种重要方法，借助微元法求解变力冲量）

我们可以把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受得力没有很大的变化，这样对

于每个短暂过程就能够应用Ft=Δp，把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动

量定理。在应用Ft=Δp处理变力问题时，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。

(4)冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。I=Ft只能求恒力的冲量。若合