人教版选修35 动量和动量定理 第1课时 教案.doc

16.2动量、动量定理教学目标：【知识与技能】 （1）理解和掌握动量的概念，并能正确计算一维空间内物体动量的变化。 （2）理解和掌握冲量的概念，强调冲量的矢量性。 （3）学习动量定理，会用动量定理解释有关现象和处理有关问题。【过程与方法】（1）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，认识五力模型工具在物理学中的作用。 （2）用动量定理解释有关现象和处理有关问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作的能力。 【情感态度与价值观】（1）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。（2）有善于发现问题的精神，并具有解决问题的能力。（3）培养学生正确的价值观和人生观，明白只有勤奋努力才可能有丰硕的收获。教学重点、难点： （1）物体动量的变化方向 （2）用动量定理解释有关现象和处理有关问题教学方法：启发探究式教学、多媒体辅助教学。教学过程： （一）回顾知识，导入新课 同学们我们以前学习过有关动能的知识，请同学们回顾一下，什么是动能？表达式是什么？如果把二分之一和平方去掉，剩下的“mv”这个量实际上在物理学中也具有特别的物理意义。我们把这个量成为动量。（二）动量： （1）、定义：物体的质量与速度的乘积，（2）、定义式： p=mv。 （3）、单位：国际单位制中是kgm/s，读作“千克米每秒”。 （4）、理解： .矢量性：因为速度v是矢量，质量m是标量，标量与矢量之积为矢量，所以动量p是矢量，其方向与速度方向一致。 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。动能和速度都是描述物体运动状态的物理量，这里所学的动量也是描述物体运动状态的物理量。 相对性：因v 的大小与参考系的选择有关，而p=mv，所以p也与参考系的选择有关，p具有相对性。 问：在碰撞前后物体的速度发生了变化，那它的动量有没有改变？改变了多少呢？又该怎样计算呢？ 【练一练】下列关于动量的说法中正确的是()a质量大的物体动量一定大b质量和速率都相同的物体动量一定相同c一个物体的速率改变，它的动量不一定改变d一个物体的运动速度改变，它的动量一定改变思考：动量和动能有什么区别？ 动能是标量，动量是矢量，矢量的运算既要考虑大小，又要考虑方向，由此通过一个例题引入一维情况下动量变化量的运算。例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 动量的变化量： 定义：某运动物体在某一过程的末动量p和初动量p的矢量差。记为： p=pp. 同一直线上动量变化的运算：在选定正方向后，动量变化可简转化为带正负号的代数运算。指出：动量变化p是矢量。方向与速度变化量p相同。【思考与讨论】借助通过多媒体举例，学生思考动量变化的原因？ 要使物体的动量发生变化：1、 给它以力的作用。2、 还需要时间的累积。引入冲量的概念（三）冲量： （1）、定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，常用字母i表示。 （2）、公式： i=ft,国际单位制中，其单位是牛秒，符号是ns。 （3）、矢量，方向与作用力方向一致。 （4）、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 【练一练】下面关于冲量的说法正确的是() a物体受到很大的力时，其冲量一定很大 b只要力的大小恒定，相同时间内冲量就相同 c不管物体做什么运动，在相同的时间内重 力的冲量相同 d当力与位移垂直时，该力的冲量一定为零【思考与讨论】冲量与功的区别？【问题】有了冲量的概念之后，要是物体的动量发生变化，就必须给他一个冲量。那么冲量与物体的动量变化量有什么关系呢？【创设情境，探究规律】 在光滑的水平面上，一个质量为m的物体在恒力作用下运动，一段时间t后，其速度由v增加为v ，试求恒力的大小。 vv f 由上式变形得：（四）动量定理: （1）内容： 物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理。 （2）公式： （3）理解： a、物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映 b、表明合外力的冲量是动量变化的原因； c、动量定理是矢量式，合外力冲量的方向与合外力的方向或动量变化量的方向一致，f 可以是恒力也可以是变力，动量定理通常用来解决碰撞、打击一类问题。【精选典例、学以致用】例2、质量为50kg的人从某一高处跳下，落地前瞬间的速度v1=5m/s，绷直双腿与地面接触后经0.1 s停下，地面对他的平均作用力多大?【变式训练】在上题中，为了安全，人跳下与地面接触后，双腿弯曲使人下蹲，若经1 s停下，地面对他的平均作用力是多大?(g=10 m/s2)【运用新知、解释现象】 1、鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，但如果在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，结果鸡蛋却保持完好无损 讨论：在动量变化量一定的情况下，f与t之间有什么关系？ 学生：f与t成反比。 教师：据上述关系，我们得到：要是动量变化量一定时，要增大力f，可缩短作用时间；要减小力f，可延长力的作用时间。 【提问多媒体展示】 1、运送易碎物品时，需要在物品与物品间、物品与箱子间垫衬纸屑、泡沫塑料等柔软物体，为什么要这样做？ 2、轮船正准备停靠码头的过程，为什么轮船的码头上装有橡皮轮胎？【板书设计】： 动量 动量定理一、动量1质量和速度的乘积叫做物体的动量。 2公式： 单位为 3动量是矢量，方向与速度方向一致。二、冲量： 1定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 2公式： 单位为3冲量是矢量，方向与合力方向一致三动量定理1、内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理3、 表达式：课堂练习：1(对动量的理解)关于动量，下列说法正确的是()a速度大的物体，它的动量一定也大b动量大的物体，它的速度一定也大c只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变d质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大答案d解析动量由质量和速度共同决定，只有质量和速度的乘积大，动量才大，选项a、b均错误；动量是矢量，只要速度方向变化，动量也发生变化，选项c错误；由pmv知d正确2. (对冲量的理解)如图3所示，质量为m的小滑块沿倾角为的斜面向上滑动，经过时间t1速度为零，然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为f1.在整个过程中，重力对滑块的总冲量为()图3amgsin (t1t2) bmgsin (t1t2)cmg(t1t2) d0答案c解析谈到冲量必须明确是哪一个力的冲量，此题中要求的是重力对滑块的总冲量，根据冲量的定义式ift，因此重力对滑块的总冲量应为重力乘以作用时间，所以igmg(t1t2)，即c正确3(动量定理的理解和应用)(多选)一个小钢球竖直下落，落地时动量大小为0.5 kgm/s，与地面碰撞后又以等大的动量被反弹下列说法中正确的是()a引起小钢球动量变化的是地面给小钢球的弹力的冲量b引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力与其自身重力的合力的冲量c若选向上为正方向，则小钢球受到的合冲量是1 nsd若选向上为正方向，则小钢球的动量变化是1 kgm/s答案bd4(动量定理的理解和应用)质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来. 已知弹性安全带的缓冲时间是1.5 s，安全带自然长度为5 m，g取10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为()a500 n b1 100 nc600 n d1 000 n答案d解析建筑工人下落5 m时速度为v，则vm/s10 m/s，设安全带所受平均冲力为f，则由动量定理得：(mgf)tmv，所以fmg6010 nn1 000 n，故d对，a、b、c错作业：1.质量m70 kg的撑竿跳高运动员从h5.0 m高处落到海绵垫上，经t11 s后停止，则该运动员身体受到的平均冲力约为多少？如果是落到普通沙坑中，经t20.1 s停下，则沙坑对运动员的平均冲力约为多少？(g取10 m/s2)解析以全过程为研究对象，初、末动量的数值都是0，所以运动员的动量变化量为零，根据动量定理，合力的冲量为零，根据自由落体运动的知识，物体下落到地面上所需要的时间是t1 s从开始下落到落到海绵垫上停止时，mg(tt1)t10代入数据，解得1 400 n下落到沙坑中时，mg(tt2)t20代入数据，解得7 700 n.答案1 400 n7 700 n2.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以()a减小球对手的冲量b减小球对人的冲击力c减小球的动量变化量d减小球的动能变化量解析篮球运动员接球的过程中，手对球的冲量等于球的动量的变化量，大小等于球入手时的动量，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，并没有减小球对手的冲量，也没有减小球的动量变化量，更没有减小球的动能变化量，而是因延长了手与球的作用时间，从而减小了球对人的冲击力，b正确答案b3.如图2所示，在倾角37的斜面上，有一质量为5 kg 的物体沿斜面滑下，物体与