选修3-5§16.2动量和动量定理--导学案
班级:组别:姓名:组内评价:教师评价: 例例 1 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? 练习练习 1 1、通过解答以下三个小题,思考动量与动能的区别。 (1)质量为 2 kg 的物体,速度由 3 m/s 增大为 6m/s,它的动量和动能各增大为原来的几 倍? (2)质量为 2kg 的物体,速度由向东的 3 m/s 变为向西的 3m/s,它的动量和动能是否变 化了?如果变化了,变化量各是多少? (3)A 物体质量是 2kg,速度是 3m/s,方向向东,B 物体质量是 3kg,速度是 4m/s,方向 向西。它们的动量之和是多少?动能之和是多少? 总结:总结:1.动量和动能都是量(填“状态量”或“过程量”) 2.动量是量,动能是量(标量或矢量) 3.动量发生变化时,动能发生变化,动能发生变化时,动量发生变化(填一定或 不一定) 4.二者的定量关系: 思考讨论思考讨论:以下几种运动的动量变化情况(即动量大小,方向的变化情况)。 ① 物体做匀速直线运动②物体做自由落体运动 ③物体做平抛运动④物体做匀速圆周运动 在日常生活中,有不少这样的事例:跳远时要跳在沙坑里;跳高时在下落处要放海绵垫子; 从高处往下跳,落地后双腿往往要弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎,汽车安装有安 全气囊等,这样做的目的是为了什么呢?而在某些情况下,我们又不希望这样,比如用铁锤钉钉子 而不用橡皮锤。这些现象中的原因是什么呢?接下来我们来探究其中的奥秘。 合作探究二:阅读课本第合作探究二:阅读课本第 7 7——1111 页,完成以下几个问题页,完成以下几个问题 三、冲量、动量定理三、冲量、动量定理 推导:推导:用动量概念表示牛顿第二定律 设一个物体质量为m,在恒力F作用下,在时刻t物 体的速度为v,经过一段时间 ,在时刻t t’物体的速度为 §§16 16..2 2 动量和动量定理动量和动量定理 课 型:新授课 【学习目标】【学习目标】 1.了解物理学中动量概念的建立过程。 2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。 3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。 4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。 5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。 【学习重点学习重点】 理解动量定理 【学习难点学习难点】 1.理解动量定理的矢量性 2.利用动量定理解释实际问题 【学习方法】【学习方法】 探究讨论 【知识链接】【知识链接】 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后的矢量和 保持不变,因此很可能具有特别的物理意义。 【课本导学】【课本导学】 自主探究一:阅读课本第自主探究一:阅读课本第 6----76----7 页,完成以下问题。页,完成以下问题。 一.动量一.动量 1、概念:在物理学中,物体的和的乘积叫做动量。 2、定义式: 3、单位: 4、对动量的理解: (1)矢量性:动量的方向与方向一致。 (2)瞬时性:动量的定义式中的 v 指物体的瞬时速度,从而说明动量与或对 应,是(状态量或过程量)。 (3)相对性:速度具有相对性,参考系不同,就不同。 二、动量的变化量二、动量的变化量 1.定义:物体的与之矢量差叫做物体动量的变化. 2.表达式: 3.矢量性:动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量,一维情况下,提前规定正方向, ∆p 的方向与△v 的方向 . 4.动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量 v v mm t t F v ’v ’ v ’,尝试由F=ma和运动学知识推导出力和动量变化的关 系? t t’ ’ 1 / 3 最终你得到的表达式为:F=_________。 物理意义:物体所受的力等于物体动量的_________。 请结合课本,根据以上推论完成以下内容: 1 1、冲量、冲量: ___ ___与_________的乘积叫冲量。公式:I=_________。单位:_________。它反映 了力的作用对_______的积累效果。 说明:①冲量是过程量,求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。 ②冲量是 矢量矢量 ,冲量的方向不一定是力的方向,只有恒力恒力 冲量的方向才与力的方 向。 ③上式只能用来计算恒力恒力的冲量。 ④力作用一段时间便有了冲量,与物体的运动状态无关。 思考:用力去推一个物体,一段时间后仍没能推动。这个力的冲量为零吗?为什么?这个力对 物体做功了吗?又为什么? 2 2、动量定理、动量定理:物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。 公式:F∆t=_________或___________=I 说明:说明:①动量定理中的Ft指的是的冲量 ②动量定理描述的是一个过程,它表明物体所受是物体的原因,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. ③Ft=p′-p是一个矢量式,运算应遵循.若动量定理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.. ④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,方向,单 位.但不能认为合外力的冲量就是动量的增量. ⑤动量定理既适用于恒力,也适用于.对于变力的情况, F应理解为变力在作 用时间内的平均值. 四、动量定理的应用四、动量定理的应用: : 例例 2 2:一:一个质量 m=10kg 的物体,以 v=10m/s 的速度做直线运动,受到一个反向作用力F,经过 4s,速度变为反向 2m/s。这个力多大? 例例 3.3.如图所示,固定的光滑斜面倾角为 θ.质量为 m 的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端, 所用时间为 t.在这一过程中正确的是( ) A.所受支持力的冲量为O B.合力的冲量大小为 mgt C.所受重力的冲量大小为mgt D.动量的变化量大小为mgt 运用动量定理解题的步骤:运用动量定理解题的步骤: •①确定研究对象; 为 量 力? • • • ②对研究对象进行受力分析,确定全部外力及作用时间; ③找出物体的初末状态并确定相应的动量; ④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; ⑤根据动量定理列方程求解. 练习练习 2.2.若上述物体是一鸡蛋m=0.05Kg, h=0.8m,在下列两种情况下,求鸡蛋所受到的平均冲 (1)、鸡蛋落在硬面上,与硬面作用时间为t=0.01s ,则鸡蛋所受到的平均冲力? (2)、鸡蛋落在软垫上,与软垫作用时间为t =1 s,则鸡蛋所受到的平均冲力? (3)、鸡蛋落在软垫上不易碎的原因是:() A、减小了鸡蛋的动量 B、减小了鸡蛋的动量变化 C、减小了对鸡蛋的冲量 D、延长了鸡蛋与接触面的作用时间,从而减小了对鸡蛋的冲力 【课堂测评】【课堂测评】 1.下列说法正确的是() A.动量的方向一定跟物体的速度方向相同,且动量大的物体其速度一