冲量和动量　教案2

动 量和冲量教学目的 1.理解冲量和动量的概念，知道它们的单位和定义。 2.理解冲量和动量的矢量性，理解动量变化概念。知道运用矢量运算法则计算动量变化，会正确计算一维的动量变化。教学重点： 动量和冲量的概念教学难点： 动量变化量的计算教学用具： 玩具手枪（含子弹）、纸靶教学过程【演示】： 取几颗弹丸，分发给学生传看。将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发:弹丸穿透纸靶接着，佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛)，声明：数到三时，开枪然后举枪指向某一区域的同学，缓缓地数出一、二 、三，不等枪响，手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应。【问答式讨论】：1.你们躲避什么?为什么要躲避? 子弹，它有杀伤力。2.刚才传看弹丸时，为什么不躲不闪? 没有速度的子弹，不具有杀伤力。3.空气中的气体分子具有很大的速度(可达10m/s)，它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位眼睛，为什么我们却毫不在乎? 气体分子质量很小。4.手枪所指区域以外的同学，为什么没有作出防御反应? 子弹不是射向他们。讨论总结：运动的物体能够产生一定的机械效果(如弹丸穿透纸靶)，这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素，这个效果只能发生在物体运动的方向上。物理学家们为了描述运动物体的这一特性，引入动量概念。一、动量P1.定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为：P= m v单位：kgm/s读作“千克米每秒”。2.理解要点：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。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。3.动量变化p。定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为P1和P2，则称：P=（P2P1）为物体在该过程中的动量变化。动量变化P是矢量，其运算法则为:将表示初始动量的箭尾和表示末动量的箭头共点放置，则：自初始动量P1中的箭头指向末了动量P2PP1P2的箭尾的有向线段，即为矢量p。如图所示： 如果始、末动量都在同一直线上或相互平行，则在该直线上选定一个正方向后，就可以将矢量运算转换成代数运算了。【巩固练习】：（投景）：V6m/s 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？【问题】：如果一个物体处于静止状态，其动量为零.那么，我们怎样使它获得动量呢? 我们把质量为m的物体放到光滑水平的桌面上，为了使它获得一个动量，向它施加一个水平推力F，经过时间t，速度达到v，则物体就具有动量P= mv。由牛顿第二定律及运动规律，有：a=F/m，v=at，得：Ft=mv (推导过程可由学生在阅读教材后完成)讨论 ：1.使静止物体获得动量的方法:施加作用力，并持续作用一段时间.2.使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力短时间作用，也可以用较小的力长时间作用：即不论力的大小和作用时间如何，只要两者的乘积相同，则产生的动力学效果就相同。结论：持续作用在物体上的力，可以产生这样的效果:使物体获得动量，这一效果的强弱由力的大小F与持续作用时间t的乘积Ft来确定。(问题：力能否使运动物体失去其动量？)二、冲量Il.定义：作用力F与作用时间t的乘积Ft，称为(这个)力(对受力物体)的冲量，记为：I=Ft单位：Ns，读作牛顿秒.由式：P= m v可以看出冲量和动量的单位是相同的，即lNs=lkgm/s，但这并不意味着这两个单位可以混用。2.理解要点过程量：冲量描述力在时间上的累积效果.作用在静止物体上的一定大小的力，如果持续时间越长，则使物体获得的动量越大，这就是说，力的冲量是在时间进程中逐渐累积起来的。冲量总是指力在某段时间进程中的冲量，说某一时刻的冲量是没有意义的，所以，理解时要兼顾力和时间两方面的因素。矢量性：如果力的方向是恒定的，则冲量的方向与力的方向一致。【巩固练习】：1.静止在水平桌面上的物体，受到一个推力(以水平向右为正向)，则: 力在6s内的冲量是多少?方向如何? 这个冲量在数值上与F-t图中阴影面积有何联系? 如果推力方向不变，在6s内从零均匀增大到15N，你能计算出6s内的冲量吗?2.质量为0.5kg的物体以4m/s的速率做匀速圆周运动，则：物体的动量是否保持不变? 物体在半周期内的动量变化是多大?方向如何?一个周期内的动量变化是多大?1/4周期内的动量变化是多大?【总结】：l.物理学中用动量P=mv描述运动物体所能产生的机械效果，用冲量I=Ft描述力在时间上的累积效果。2.动量和冲量都是矢量，在辨析概念时，必须考虑大小及其方向，运算时必须遵循矢量运算法则。【练习题】：1质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后，以50m/s的速度反弹。设打击前后，垒球沿同一直线运动，试分析：打击后，垒球的动量大小是变大了还是变小了，变大或变小了多少?在打击过程中，垒球的动量变化是多大?方向如何?思考:在、两问中，结果为什么会不同?【作业】：1.复习本节课文2.思考课本中思考与讨论”。3.将本章练习一中(1)、题做在练习本上。【说明】：1.由于本节是第七章的第1节，通过演示实验引入本节的中心概念 动量2.动量和冲量，是物理学中非常重要的两个概念，正确理解它们是本节的重点.关于动量的物理意义，牛顿称之为运动量，而今人对动量的理解是物质运动的多少，即物质运动的一般量度，(见上海科技出版社出版，复旦大学物理系和上海师范大学物理系联合编写的物理学力学1978年9月第1版第182页)为避免混淆，本教案采用了顾建中教授主编的力学教程(人教出版社，1979年3月第1版)中的提法:动量反映了运动物体所能产生的机械效果.讲解中应强调:动量是一个动力学概念，包含了参与运动的物质和运动速度两