第一节 动量 动量定理
【知识与技能】
(1)理解动量和冲量的定义;
(2)从前面的推到中总结出动量定理的表达式。
(3)理解动量定理的确切含义,知道动量定理适用于变力。
(4)会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。
【能力与方法】
(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,认识物理模型工具在物理学的作用。
(2)能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题,在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。
【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,寄希望于侥幸是不可取的。
【教学重点】
利用动量定理来解释生活中的一些现象。
【教学难点】
动量和冲量方向问题的理解
【教学方法】
1.利用多媒体课件,让学生清楚地认识到动量定理在生活中的普遍性;
2.引经据典法:通过对故事的创新旧事新演,最大限度调动学生学习的积极性和学习的兴趣。
【教学过程】
导入:
通过给学生讲述《守株待兔》的故事,引导学生对兔子撞树桩的过程进行思考,借助于所学物理知识,建立物理和数学模型,通过分析展开对本节课新课内容讲授,带着这个故事的结局进入本节课的学习,授课结尾对故事的发展及结果以及启示进行阐述。
新授:
模型建立
兔子以v0的初速度奔跑,来不及躲闪,撞到了一个树桩上,与树桩成为一个整体,假
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设在此碰撞过程作用时间为t,作用力为恒力,兔子质量为m,求此作用力F? 分析:
在此我们可将此碰撞过程看做一个减速运动过程,兔子在水平方向只受到树桩对兔子的弹力F.
由牛顿第二定理可得F?ma (1)
由匀减速运动过程的原理可得 a?vt?v0
t (2)
(1)(2)两式结合可得 F?mvt?v0
t (3)
对(3)两边同时乘以时间t,可得 Ft?mvt?mvo (4)
得出(4)式,我们对式子左右两边分别进行讨论
一.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:I?Ft 单位为N?s
3.冲量是矢量,方向与合力方向一致
二.动量
1.动量定义:质量和速度的乘积叫做物体的动量。表示为P.
(1)公式:p?mv 单位为kgm/s
(2)动量是矢量,方向与速度方向一致。
2.思考一个物体对另一个物体的作用效果与哪些物理量有关?
举例:(1)同样质量的竹箭,一支用弓射出,而另一支用手掷,哪一支穿透本领大?
(m同v不同)
(2)在足球场迎头飞来的足球人会用头去顶,那如果换成以相同速度飞来的
铅球人就会躲开。(v同m不同)
通过讨论得出结论:一个物体对另一个物体的作用效果不仅与物体的质量有关还 和物体的速度有关。换句话说,就是与物体的动量有关。
三.动量定理
动量定理: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。
(1)公式:F合t?mvt?mvo
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(2)说明:
①动量的变化量等于物体末动量与初动量的之差;
②冲量的大小总等于动量改变量的大小,冲量的方向总跟动量改变量的方向一致,也就是说与合理的方向相同;
③F 可以是恒力也可以变力,动量定理通常用来解决碰撞、打击一类问题。
三.应用
1.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。
2.解释导入中兔子撞树桩,为什么兔子会撞得头破血流,而一只苍蝇撞到你脸上却安然无恙,要求学生用本节课所学内容加以解释,可以适当补充,让学生掌握定性分析的方法。
【巩固】:利用动量定理解释下列现象
一.据报道:1962年,一架“子爵号”客机在美国上空与一只天鹅相撞,客机坠毁,
十七人丧生;1980年,一架英国的战斗机在空中与一只秃鹰相撞,飞机坠毁,飞行员靠弹射装置死里逃生。为什么小小的飞禽能撞毁飞机这样的庞然大物?(引导学生解释清楚,注意鸟的速度对与飞机来说是很小的)
二.现场演示的现象
1.动量小实验
墨水瓶下压一张纸条,要想把纸条从底下抽出又要保证墨水瓶不动,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速地将纸条抽出?说明理由。
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?
【小结】:1.动量与冲量的概念,二者都是矢量;
2.动量定理的内容及应用。
【内容拓展】:继续将未讲述完的寓言故事《守株待兔》讲完,教育学生要勤奋努力,寄希望于侥幸是不可取的,最后以这个故事为背景编一道题目,让学生课后思考完成。 第 3 页 共 4 页
【作业】:假设兔子的头部遭受等于自身体重的撞击力可以致命,设兔子与树桩的作用时间为0.2秒,则兔子奔跑的速度可能是多少?
【板书设计】:
动量 动量定理
一.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:I?Ft 单位为N?s
3.冲量是矢量,方向与合力方向一致
二. 动量
1.质量和速度的乘积叫做物体的动量。
2.公式:p?mv 单位为kgm/s
3.动量是矢量,方向与速度方向一致。
三.动量定理
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。
F合t?mvt?mvo
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