《二节动量定》PPT课件.ppt

第二节 动量定理,教学目标 一、知识目标 1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； 2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； 3会用动量定理解释现象和处理有关的问题 二、能力目标 1能用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式； 2学会用动量定理解释现象和处理有关的问题 三、德育目标 1通过动量定理的推导和应用，使学生了解物理学的研究方法； 2通过用动量定理解释现象和处理有关的问题，培养学生的推理能力和理论联系实际的能力 教学重点 1动量定理的推导； 2利用动量定理解释有关现象 教学难点 如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化；如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题,1问题：一个质量为m的物体，初速度为v，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为v，求： 物体的初动量p和末动量p分别为多少？ 物体的加速度a=? 据牛顿第二定律F=ma可推导得到一个什么表达式？,一、导入新课 1演示：在地板上放一块泡沫塑料垫，尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让鸡蛋落到泡沫塑料垫上 首先让学生猜想可能出现的现象（大部分认为一定会摔破）实际操作：观察到鸡蛋并没被打破 2引入：鸡蛋从一米多高的地方落到泡沫垫上，鸡蛋却没有打破，为什么呢？本节课我们就来学习这方面的知识,学生思考并解答上述问题,初动量为p=mv，末动量为p=mv 物体的加速度 Ft=m(v,-v)=p 教师：我们把上述表达式整理后得到：Ft=mv-mv. 在这个表达式中，各个物理量分别是什么？ 学生答：等号左边表示合力的冲量，等号右边是物体动量的变化量,4教师总结 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，这个结论叫做动量定理 表达式为：Ft=mv-mv=p,5教师讲解，并用多媒体逐步展示对于动量定理及其表达式的理解应注意的几点： 动量定理中的Ft指的是合外力的冲量 问：合外力的冲量应如何求解？ 学生：在所研究的物理现象中，如果作用在物体上的各个外力的作用时间相同，求合外力的冲量可先求所有力的合外力，再乘以时间，也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的合冲量 如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同，就只能先求每个外力在相应时间内的冲量，然后再求出所受外力冲量的矢量和 公式中p指的是动量的变化，不能理解为动量，它的方向与动量方向可以相同，也可以相反，甚至可以和动量方向成任意角度. 但p一定跟合外力冲量I合方向相同；,动量定理描述的是一个过程，它表明物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果.,动量定理Ft=p-p是一个矢量式，运算应遵循平行四边形定则若公式中各量均在一条直线上，可规定某一方向为正，根据已知各量的方向确定它们的正负，从而把矢量运算简化为代数运算 动量定理公式中的p-p或mv-mv是据所研究对象的动量的改变量，公式中的“-”号是运算符号，与正方向的选取无关 动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同，方向一致，单位等效但不能认为合外力的冲量就是动量的增量 动量定理既适用于恒力，也适用于变力对于变力的情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值,(二)动量定理的应用 1出示例题1： 一个质量为0.18kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s，求球棒对垒球的平均作用力有多大？,2出示分析思考题： 你准备选哪个物体作为研究对象？ 在题述过程中研究对象受到哪些力的作用？合力的作用时间多长？ 物体初动量和末动量各是多大？ 选定哪个方向为正方向？ 本题中的力是恒力还是变力？ 能用动量定理求解吗？,3学生回答完上述问题后，安排一定的时间阅读课本的分析和解题过程 4学生总结运用动量定理解题的步骤：,确定研究对象； 对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间； 找出物体的初末状态并确定相应的动量； 如果初、末动量在同一直线上，则选定正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向；如果初、末动量不在同一直线上，则用平行四边形定则求解； 根据动量定理列方程求解,（三）用动量定理解释现象,1讨论：在动量变化量p一定的情况下，F和t之间有什么关系？ 学生：F和t成反比 教师：据上述关系，我们得到： 在p一定时，要增大力F，可缩短作用时间；要减小力F，可以使力的作用时间延长 2解释导语中的现象 鸡蛋掉到泡沫塑料垫上，延长了作用时间故作用力减小，所以鸡蛋没被击破,用多媒体展示下列过程：,用铁锤钉钉子，在铁锤的敲打下，钉子被钉进去； 工厂里，工人用冲床冲压钢板； 轮船的码头上装有橡皮轮胎，轮船正准备停靠码头的过程； 搬运玻璃等易碎品时，箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等； 跳远运动员跳在沙坑里； 篮球运动员接迎面飞来的篮球，手接触到球以后，两臂随球后引至胸前把球接住 学生依次讨论解释上述过程中为什么要这样做,教师总结：在生活中，我们要得到很大的作用力，就要缩短力的作用时间；而有时需要延长力的作用时间来减小力的作用,三、巩固练习 1如图所示，用05kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4 m/s，打击后铁锤的速度为0，设打击时间为0.01 s 不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ 考虑铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？ 你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤的重量？ 2一个质量为1kg的物体，从20m的高处以速度v0=10m/s水平抛出，求： 从抛出到落地前一瞬间物体动量的变化 物体抛出时受到的冲量 （空气阻力不计，g取10m/s2） 参考答案： 1.200N，方向竖直向下；2049N，方向竖直向下；当作用时间t0.01s时，可不计重力 220kgm/s 10Ns 说明：通过以上二个巩固练习，要提醒学生注意： a.当作用时间t0.01s，可不计重力 b.当直接用Ft求冲量和用mv-mv求动量变化困难时，可根据动量定理，通过求p达到求Ft的目的，同样也可通过求Ft达到求p的目的,（二）思考题： 1.关于力的冲量和物体的动量之间的关系，正确的是 A物体受到的力的冲量越大，物体的动量就越大 B物体受到的力的冲量越大，物体受到的冲力一定越大 C物体受到的力的冲量越大，物体的动量变化一定越大 D以上说法都不正确 2.跳高时要铺上厚厚的垫子，这是为了 A减少运动员受到的冲量B减少运动员受到的冲力C减少运动员的动量的变化D减小运动员的惯性 3.质量相等的P和Q，并排静止在光滑的水平桌面上，现用一水平恒力F推物体P，同时给Q一个与F同方向的瞬时冲量I，使两物体开始运动，当两物体重新相遇时，所经历的时间为 AI/F B2I/F C2F/I DF/I 4.为保证高空作业人员的安全，对安全带长度的要求是 A短些好B长些好C越长越好，但不能超过到地面的高度D不论长短都一样 5.A、B两球质量相等，A球竖直上抛，B球平抛，两球在运动中空气阻力不计，则下列说法中正确的是 A相同时间内，动量变化的大小相等，方向相同 B相同时间内，动量变化的大小相等，方向不同 C动量的变化率大小相等，方向相同 D动量的变化率大小相等，方向不同 参考答案： 1.C 2.B 3.B 4.A 5.AC,七、素质能力训练 一、填空题 1将0.5kg的小球以10 m/s的速度竖直向上抛出，在3 s内小球的动量变化的大小等于 kgm/s，方向 ；若将它以10 m/s的速度水平抛出，在3 s内小球的动量变化的大小等于 kgm/s，方向 2车在光滑水平面上以2 m/s的速度匀速行驶，煤以100 m/s的速率从上面落入车中，为保持车的速度为2 m/s不变，则必须对车施加水平方向拉力 牛 二、选择题 1A、B两个物体都静止在光滑水平面上，当分别受到大小相等的水平力作用，经过相等时间，下列说法正确的是 A A、B所受的冲量相同 BA、B的动量变化相同 CA、B的末动量相同 DA、B的末动量大小相同 2质量为m的物体以速度v0做平抛运动，经过时间t，下落的高度为h，速度大小为v，在这段时间内，该物体动量变化量大小为 Amv-mv0 Bmgt C 3关于冲量、动量、动量的变化的下列说法中正确的是 A.物体的动量等于物体所受的冲量 B.物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小 C物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同 D物体的动量变化方向与物体的动量方向相同,4某物体受到一个-6Ns的冲量作用，则 A物体的动量一定减小 B物体的末动量一定是负值 C物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反 D物体原来动量的方向一定与这个冲量的方向相反 5水平飞行的子弹m穿过光滑水平面上原来静止的木块M，子弹在穿过木块的过程中 Am和M所受的冲量相同 B子弹与木块相互作用力做功的数值相等 Cm速率的减少等于M速度的增加 Dm动量的减少等于M动量的增加 6一质量为2kg的质点从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动，它的动量p随位移变化的关系式为kgm/s，则此质点 A加速度为8 m/s2 B2s内受到的冲量为32 Ns C在相同的时间内，动量的增量一定相等 D通过相同的距离，动量的增量也可能相等 7与匀变速运动的物体在某时间内与动量变化量的方向相同的是 A这段时间内的位移方向 B这段时间内的平均速度方向 C这段时间内速度变化量的方向 D物体运动的加速度方向 E物体所受合外力的方向,三、计算题 1质量为100g的小球从0. m高处自由落到一厚软垫上，若小球接触软垫到陷至最低点经历了020 s，求这段时间内软垫的弹力对小球的冲量为多少？ 2以速度v0水平抛出一个质量为1kg的物体，若在抛出后5 s落地，求它后3 s内动量的变化 参考答案： 一、1.14.7,竖直向下；147，竖直向下 2200 二、1.D 2.B 3.BC 4.C 5.D 6.ABC 7.CDE 三、1.0.6 Ns2.p=I=mgt=30kgm/s,动量定理,1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,冲量是物体动量变化的原因