16.6用动量概念表示牛顿第二定律.doc

如皋市薛窑中学09-10学年高二物理教学案16.6 用动量概念表示牛顿第二定律学习目标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。活动过程：活动一：用动量概念表示牛顿第二定律1假设物体受到恒力作用做匀变速运动，在时刻t的速度为，在时刻的速度为。试用动量来表示牛顿第二定律： 2结论：物体动量的 等于它所受的力。活动二：动量定理1冲量- ；用 表示。 表达式： ；单位： 。 由表达式可知，冲量是描述 的物理量，所以说冲量是一个 。冲量是 量，它的方向由 决定。2若用I表示一个过程中物体所受的力的冲量，用分别表示物体过程始末的动量，则活动一中的式子可表示为： 。用文字可描述为： 这就是动量定理。表达式： 或 。活动三：动量定理的理解及应用1.冲量的计算例1物重10N，放在桌面上静止不动，经历时间10秒钟，求重力的冲量。例2如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，(g=10m/s2)求：（1）重力的冲量；（2）支持力的冲量；（3）合外力的冲量。2动量的变化量例3质量为2kg的物体以的速度被竖直上抛，3s末的速度大小为10m/s，求在3s内物体动量的变化，并与该过程中重力的冲量比较。（g取）3动量定理的应用例4跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这时有由于（ ）A人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小 B人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小例5如图把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动；若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下面抽出，解释这些现象的正确说法( )A在缓缓拉动纸带时，重物和纸带间的摩擦力大B在迅速拉动时，纸带给重物的摩擦力小C在缓缓拉动时，纸带给重物的冲量可能大D在迅速拉动时，纸带给重物的冲量可能小例6 物体A和B用轻绳相连在轻质弹簧下静止不动，如图所示，A的质量为m，B的质量为M。当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升某一位置时的速度大小为，这时物体B下落速度大小为，如图所示乙所示，这段时间里弹簧的弹力对物体A的冲量为多少？例7一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用去4s，该铁球的质量为500g。求开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？泥潭对小球的平均作用力为多大？（ g取）总结：应用动量定理解题的步骤 （1）选取研究对象； （2）确定所研究的物理过程及初、末状态； （3）分析研究过程中物体的受力情况； （4）根据动量定理形式，规定正方向； （5）解方程、统一单位、求解.4课堂小结：（1）公式使用于计算 的冲量，这时冲量的数值等于 ；方向与 一致。(2)变力的冲量通常可以利用 求解。还可用F-t图像求解。（3）动量是矢量，动量的变化也是矢量，在使用动量定理时要考虑方向。（4）对公式而言，F应是合力。活动三：选用牛顿第二定律与动量定理解题例8某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m.在着地过程中，对他双脚的平均作用力估计为( )A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍区别：1牛顿第二定律反应了力与加速度之间的瞬时对应关系，而动量定理则反映了力作用一段时间的过程中，合外力的冲量与物体初、末状态的动量变化间的关系。2牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的情况，对微观高速运动的物体不适用，而动量定理却是普遍适用的。如何选用：1在合外力为恒力的情况下，两者都可用。但是，动量定理不需要考虑运动的中间过程，轨迹怎样，加速度怎样，位移等不必考虑，所以解题时优先考虑动量定理。2对于多过程问题，动量定理可用于全过程，而牛顿第二定律只能用于分过程使用。所以用牛顿第二定律必须分过程逐一求出链接前后过程的中间状态量，过程复杂；而用动能定理，可以不关心中间状态，进行全过程分析，使求解问题变得简单。反馈练习：1从塔顶以相同速率抛出A、B、C三小球，A竖直上抛，B平抛，C竖直下抛另有D球从塔顶起自由下落，四小球质量相同，落到同一水平面上则（ ）A落地时动能相同的小球是A、B、CB落地时动量相同的小球是A、B、CC从离开塔顶到落地过程中，动能增量相同的小球只有A、B、CD从离开塔顶到落地过程中，动量增量相同的小球是B、D2关于冲量跟物体受力情况和运动状态的关系，下列说法中正确的是（ ）A物体受到的冲量越大，物体的速度也越大B物体受到的冲量越大，它的动量的增量也越大C物体受到的冲量越大，它受到的冲力也越大D物体受到的冲量越大，它的加速度也越大3如图所示，在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A和B，它们的质量分别为m1和m2，今有一颗子弹水平射向A木块，已知子弹依次穿过A、B所用的时间分别是t1和t2，设子弹所受木块的阻力恒为f，试求子弹穿过两木块后，两木块的速度各为多少？阅读材料：据报载：1962年，一架“子爵号”客机，在美国伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生，1980年，一架英国“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生。小小的飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？下面我们通过简要计算来说明这一问题。设鸟的质量m=1.0kg，鸟的身长L=15cm，鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，相撞前鸟的速度约为0（因远小于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同，飞机飞行速度v=600m/s（现代超音速飞机的飞行速度是声速的二到三倍），因飞机质量M m，故相撞过程中飞机速度不变，因此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.510-4s。取鸟为研究对象，因撞击时间极短，因此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的撞击力为F。根据动量定理可得： Ft=mv1-mv0 F=(mv1-mv0)/t=1.0600/2.510-4N=2.4106N。 这里所求出的撞击力F，实际上只是撞击时间内的平均