动量和动量定理.doc

第十六章 动量守恒定律第2 节 动量和动量定理【学习目标】1、理解动量的概念，会正确计算一维的动量变化。2、知道冲量的定义、单位及其矢量性。3、理解动量定理的含义和表达式，会用动量定理解决实际问题。【新课教学】（一）创设情景,引出课题【切身体验】：物理学上，我们把运动物体的作用效果用动量来表示。这就是我们今天要学习的第一个内容。 【学生自主学习】：请同学们打开书本，翻到P6页，结合书上的相关内容，回答学案上关于动量问题。问题4：速度V是物体在某个位置或某一时刻的速度，即瞬时速度。所以动量是状态量。问题5：P是矢量，它的方向与该时刻的速度方向相同。 比较两个物体的动量时，不但要比较它们的大小，还应该比较它们的方向。只有大小和方向都相同时，两个动量才能相同。问题6：从历史的进程，我们有3点思考 A、科学的发展是在黑暗中摸索，在曲折中建立的一个过程。 B、任何的科学发现，都是在前人研究的基础上发展起来的。 C、学习、生活中，要大胆质疑，不要迷信权威，只有这样才能获得创新，进入全新的境界。问题7：动量是矢量，动量的变化量也是矢量。【感知动量的矢量性】：下面，我们通过实际的运算，来感知动量的矢量性。例题1. 一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度在光滑水平面上向右运动，碰到坚硬墙壁后弹回，沿同一直线以6m/s的速度向左运动。碰撞前后钢球动量变化了多少？【学生练习】【教师分析】速度的大小相同，但方向发生了变化。故碰撞前后P不同。 同一直线上的运动，选定一个正方向之后，动量就可以简化成代数运算了。【具体解析】负号表示P的方向与所设的正方向相反，即，碰撞前后钢球的动量变化量的大小为 ，方向水平向左。 二、动量的变化量【完成学案】公式：P=P-P，任何矢量都是末减初，由初指向末。1、动量为矢量，运算遵循平行四边形定则。 动量的变化量也是矢量，方向是从从初动量的末端指向末动量的末端。2、在同一直线上时：选定一个方向为正方向，动量的运算就可以简化成代数运算。不在同一直线上时：应使用平行形定则3、动量的变化量是过程量。（选填“过程”或“状态”）【小实验】接下来，我们再来看一个动量变化的实验：你能用物理原理来解释吗【学生猜想】A、能量 B、F或t C、材料【教师分析】【方案1】刚才同学们从不同的角度分析了原因。下面我们一起来分析：若想鸡蛋破，只需要给它一个力的作用。鸡蛋落地，之所以破，是因为着地的那个点上给它了一个力，这个力F与什么有关呢？ 下落的高度H相同，使刚接触时，有一个相同的速度V，最终它们都停在上面，速度V为0。同学们想到它们的动量变化量P相同。 海绵慢慢的凹陷，P相同，但作用是时间不同，所以力就不同。海绵起了缓冲的作用，延长了作用时间。这是从定性的分析。下面我们从定量的角度来研究。【理论探究】问题情境：假设一个质量为m的物体，在水平向右的恒定合外力F作用下，沿水平面做匀变速直线运动。在t时刻的速度为v，在t时刻的速度为v 请探究合外力F的表达式。（思路点拨：用牛顿第二定律和运动学公式推导）【学生上台推导】【教师展示推导过程】强调：牛顿第二定律中F为合外力。所以F=P/t中F为合外力。 【分析公式F=P/t的物理意义】 下面我们就来针对这个表达式做一个进一步的理解。公式的左边F为物体所受的合外力。公式右边，P/t是动量P随时间t的变化率。公式的意思就是说：物体动量的变化率等于物体所受的合外力。这个结论也是牛顿第二定律的另外一种表述。【讨论F、P、t三者的关系】当P一定时，作用时间t 越短，碰撞物体间的作用力F就越大；反之。 由此我们体会到，Ft有一个特殊的含义：它反应的是力对时间的一个积累的效应。力学中，力对时间的积累效果，我们称之为冲量。三、冲量1、定义：2、表达式：3、国际单位：4、冲量是 矢量：方向由力的方向决定5、冲量是过程量物理意义是：反映了力对时间 的积累效应【引出动量定理】回过来，我们在来看一下公式F=P/t，由该公式变形，有P=I。该公式我们称之为动量定理。接下来我们就来学习动量定理。四、动量定理1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2、表达式：I =P 3、加深理解： （1）因果关系：动量是个状态量，那么动量的变化是两个状态之间有了变化。这个变化时由谁引起的？是力对时间的积累。谁是原因，谁是结果。（2）矢量性： F 、I 、P三者的方向是一致的。（3）适用性：这个表达式虽然来自牛顿第二定律，但它适用范围更广。恒力、变力；直线运动、曲线运动；宏观物体、微观物体都适用并且，动量定理在使用时，可以不考虑中间过程，只考虑初末状态。【课堂练习】一个质量为0.01kg的弹性小球，以10m/s的速度在光滑 水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。【学生练习】【小结】动量定理的应用步骤：(1)、确定研究对象，明确运动过程；(2)、进行受力分析和初、末状态分析；(3)、选定正方向，根据动量定理列方程；(4)、统一单位后代入数据求解。下面用我们这节课所学的知识，来解决生活中的实际问题【小实验：鸡蛋落地的不同效果】注意受力分析：重力、支持力。解：设向上为正方向，则：P= -mv ；P = 0 由动量定理有： I = P F t = P- P(FN-mg) t = 0-（ -mv）所以，FN =P/t+ mg从上面的例子，我们得到这样的启示：在动