动量定理
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教学课题 第2节 动量定理
教学目标 知识目标:
1.理解动量定理的确切含义和表达式及其适用范围.
2.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题.
3.引导学生进行研究性学习,从而培养学生研究性学习的能力和联系实际的
能力目标:
1.运用演绎推导方式推导动量定理的表达式.
2.理论联系实际,培养学生分析问题的能力.
情感目标:
通过动量定理的演绎推导,培养学生对科学研究的兴趣.
课的类型 新授课
重点、
难 点 重点:
动量定理的推导和利用动量定理解释有关现象.
难点:
1.如何解释合外力的冲量等于动量的变化.
2.如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题.
教具 投影仪
教学过程及时间分配
教学内容
教学方法的运 2 / 6
用
组织教学 应到: 实到: 缺课:
复习提问
设问
情景导入 复习提问
(3分) 老师问:什么叫冲量?
学生答:
力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量;
强调:1〉公式:I=Ft
2〉单位:N·s
3〉方向:冲量的方向由力的方向决定.
老师问:什么叫动量?
学生答:
物体的质量m和速度v的乘积叫动量.
强调:
1〉公式:P=mv
2〉单位:kg·m/s
3〉方向:动量的方向和速度的方向相同.
引入新课
(3分)
冲量和动量之间有什么关系?以及在生活中,同学们都知道鸡蛋从一米多高的地方落到地板上,肯定会被打破.现在,如果我们在地板上放一块塑料泡沫垫,我们尽可能把鸡蛋举的高高 3 / 6
的,然后放开手,让鸡蛋落到塑料泡沫垫上,看看鸡蛋会不会被打破.如果我们学习了动量定理就会知道其中的奥妙.那么,本节课我们就来研究这个问题.
板书课题:动量定理
和同学们一起推导
新课教学
(30分) 一、动量定理
1.推导过程
假设有一质量为m的物体在合力F的作用下运动,设经过位置1的速度为v经过一段时间t内运动到位置2,此时刻的速度为v′.如图:
位置1 位置2
由题意知 v= v0 v t =v′
我们计算一下位置1的动量应为P=mv.位置2的动量P=mv.同学们都知道力会改变物体的运动状态,物体从位置1运动到位置2速度由v变为v′.由前面学过的知识在这段内的加速度tvvat0
(1)
由牛顿第二定律知:F=ma (2)
(1)(2)两式结合可得 tvvmFt0 (3)
对(3)两边同时乘以时间t,可得 4 / 6
otmvmvFt (4)
老师问:由此能得到什么结论呢?
学生答:物体所受冲量等于我替末动量减去物体的初动量.
老师指出:这位同学说的物体的冲量严格说不准确,我们说冲量是力对时间的累积.因此应说为物体所受合力的冲量.
老师问:谁能给出一个更准确的结论呢?
同学2答:物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量.
2.动量定理的内容
物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量.
3.公式:otmvmvFt
强调:〈1〉F为物体所受的合力.
〈2〉选好初末状态.
〈3〉动量P有自身的正负号.
在上面的推过程中,合力F是恒力,而在日常生活中 ,物体所受的力通常不是恒力,如用球棒答垒球,用铁锤钉钉子,垒球和钉子所受的力就不是恒定的.实际上我们可以证明动量定理不仅适用于恒力而且也适用于变力,而对于变力
提问
板书
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的情况,我们认为动量定理中的力F为变力在作用时间内的平均值.
讲解习题
巩固练习 在日常生活中,有时为了得到很大的作用力而减小作用时间,如铁锤钉钉子,我们以铁锤为研究对象,铁锤受到钉子的作用在短时间内速度变为零.由于给铁锤的初速度很大,初动量很大.而末速度为零,末动量为零。由动量定理知铁锤受到很大的作用力,由牛的第三定律知钉子会受到很大的作用力,于是钉子被钉进去了.
相反,有时我们需要延长作用时间减小力的作用.如在搬运玻璃等易碎品时,箱子里要放碎纸片,泡沫塑料等.跳远时要跳在沙坑里.还有如我们接迎面飞来德篮球时,双手引致胸前接住等等, 都是为了延长作用时间,减小力的作用.
所以动量定理在我们的日常生活中运途非常广泛.我们要善于运用物理知识解释一些生活中的常见现象.
例题:一个质量为0.18Kg的垒球,以速度为25 m/s水平飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度大小为45 m/s.设球棒与垒球的作用时间为0.01s,求球棒对垒球的平均作用力为多大? 6 / 6
分析:从题目中,我们可以看出,球棒对垒球的作用力为变力,同时力的作用时间很短,根据日常生活我们知道在这个短时间内,力的大小先急剧增大,然后急剧减小为零.在像这类冲击,碰撞一类问题中,相互作用时间很短,力的变化都具有这个特点.前面我们将动量定理也适合变力。而且从题知道垒球前后的速度方向明显发生了变化,我们强调在运用动量定理时注意动量自身的正负号.因此做事首先选好正方向,再利用动量定理解答.
学生活动:结合解题思路独自写出解题过程。
让学生思考,并提问回答
启发学生,一起总结 小结 强调动量定理推导过程.
) 重述动量定理的内容.
) 强调动量定理的公式
布置作业 P6(1题、2题)