动量定理教案(4篇)动量定理教案 动量定理教案 第二节动量定理教课目的 1.能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式;2.理解动量定理确实切含义和表达式下面是小编为大家整理的动量定理教案(4篇),供大家参考。
篇一:动量定理教案
动量定理教案第二节动量定理教课目的
1.能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式;2.理解动量定理确实切含义和表达式;3.知道动量定理合用于变力;4.会用动量定理解说现象和办理相关的问题.教课要点1.动量定理的推导;2.利用动量定理解说相关现象.教课难点怎样正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化;怎样正确应用动量定理剖析打击和触犯一类短时间作用的力学识题.教课方法1.经过演示实验,引入课题,激发学生的学习兴趣;2.经过对例题的剖析和解说,获得动量定理解题的方法和步骤;3.运用动量定理解说现象和办理相关问题,培育学生理论联系实质的能力.教课器具粉笔一根,泡沫塑料垫(1块),投电影,录像资料教课过程一、导入新课1.演示:在地板上放一块泡沫塑料垫,尽可能把粉笔举得高高
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动量定理教案
的,而后松开手,让粉笔落到泡沫塑料垫上.
①第一让学生猜想可能出现的现象.(大多数以为必定会摔碎)
②实质操作:察看到粉笔并没被摔碎.
2.引入:粉笔从一米多高的地方落到泡沫垫上,粉笔却没有摔
碎,为何呢?本节课我们就来学习这方面的知识.
二、新课教课
(一)动量定理
1.用投电影出示以下问题:
一个质量为m的物体,初速度为v,在协力F的作用下,经过一
段时间t,速度变成v′,求:
①物体的初动量p和末动量p′分别为多少?v
v′
F
②物体的加快度a=?
③据牛顿第二定律F=ma可推导获得一个什么表达式?
2.学生思虑并解答上述问题
3.抽查并在实物投影仪上展现:
①初动量为p=mv,末动量为p′=mv
②物体的加快度a
vvt
Fma
③∴
v
vF
v
m
v
a
t
t
教师:我们把上述表达式整理后获得:Ft=mv′-mv.
学生表达:在这个表达式中,各个物理量分别是什么?
学生答:等号左侧表示协力的冲量,等号右侧是物体动量的变化
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动量定理教案
量.4.教师总结物体所受协力的冲量等于物体的动量变化,这个结论叫做动量定
理.表达式为:Ft=mv′-mv.5.教师解说,并用多媒体逐渐展现关于动量定理及其表达式的
理解应注意的几点:①动量定理中的Ft指的是合外力的冲量.问:合外力的冲量应怎样求解?学生:在所研究的物理现象中,假如作用在物体上的各个外力的
作用时间相同,求合外力的冲量可先求所有力的合外力,再乘以时间,也能够求出各个力的冲量再按矢量运算法例求所有力的合冲量.
假如作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不一样,就只好先求每个外力在相应时间内的冲量,而后再求出所受外力冲量的矢量和.
②公式中p指的是动量的变化,不可以理解为动量,它的方向与动量方向能够相同,也能够相反,甚至能够和动量方向成随意角度,但p必定跟合外力冲量I合方向相同;
③动量定理描绘的是一个过程,它表示物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原由,物体动量的变化是由它遇到的外力经过一段时间累积的结果.
④动量定理Ft=p′-p是一个矢量式,运算应按照平行四边形定
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则.若公式中各量均在一条直线上,可规定某一方向为正,依据已知各量的方向确立它们的正负,进而把矢量运算简化为代数运算.
⑤动量定理公式中的p′-p或mv′-mv是研究对象的动量的改变量,公式中的“-”号是运算符号,与正方向的选用没关.
⑥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相同,方向一致,单位等效.但不可以以为合外力的冲量就是动量的增量.物体动量变化的大小和方向决定于合外力冲量的大小和方向。
⑦动量定理既合用于恒力,也合用于变力.关于变力的状况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的均匀值.
⑧F=p,即物体所受的合外力等于物体动量的变化率。物体动量
t
变化的快慢决定于物体所受的合外力,合外力大的物体,动量变化的快;合外力小的物体,动量变化的慢。
(二)动量定理的应用1.用投电影出示例题1:一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s,求球棒对垒球的均匀作使劲有多大?2.出示剖析思虑题:①你准备选哪个物体作为研究对象?②在题述过程中研究对象遇到哪些力的作用?协力的作用时间多长?③物体初动量和末动量各是多大?
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④选定哪个方向为正方向?⑤此题中的力是恒力仍是变力?⑥能用动量定理求解吗?3.学生回答完上述问题后,安排必定的时间阅读课本的剖析和解题过程.4.学生总结运用动量定理解题的步骤:①确立研究对象;②对研究对象进行受力剖析,确立所有外力及作用时间;③找出物体的初末状态并确立相应的动量;④假如初、末动量在同向来线上,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;假如初、末动量不在同向来线上,则用平行四边形定章求解;⑤依据动量定理列方程求解.(三)用动量定理解说现象1.议论:在动量变化量p必定的状况下,F和t之间有什么关系?学生:F和t成反比.(p=Ft)教师:据上述关系,我们获得:在p一准时,要增鼎力F,可缩短作用时间;要减小力F,能够使力的作用时间延伸.2.解说导语中的现象粉笔掉到泡沫塑料垫上,延伸了作用时间故作使劲减小,因此粉
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动量定理教案
笔没被摔碎.3.演示课本绪言中的“瓦碎蛋全”.①装置:在桌面上放一块软垫(要均匀且无损坏之处),取一本
硬封面的书,用四颗鸡蛋放在凑近书籍的四角处,把书支起来,在书本中部齐整地放三块砖,注意不要倾斜,在砖上放一块瓦片,用铁锤快速地使劲一击,并实时地将锤提起.察看现象.
②学生描绘看到的现象:瓦被击碎,而鸡蛋完整无缺.③学生从p=Ft的角度进行解说.4.用多媒体展现以下过程:①用铁锤钉钉子,在铁锤的敲打下,钉子被钉进去;②工厂里,工人用冲床冲压钢板;③轮船的码头上装有橡皮轮胎,轮船正准备停靠码头的过程;④搬运玻璃等易碎品时,箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等;⑤跳远运动员跳在沙坑里;⑥篮球运动员接迎面飞来的篮球,手接触到球此后,两臂随球后引至胸前把球接住.5.学生挨次议论解说上述过程中为何要这样做.6.教师总结:在生活中,我们要获得很大的作使劲,就要缩短力的作用时间;而有时需要延伸力的作用时间来减小力的作用.三、稳固练习1.如下图,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速度为0,设打击时间为0.01s.(g取10m/s2)
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①不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的均匀作使劲是多大?②考虑铁锤的重量,铁锤钉钉子的均匀作使劲又是多大?③你剖析一下,在计算铁锤钉钉子的均匀作用力时,在什么状况下能够不计铁锤的重量?2.一个质量为1kg的物体,从20m的高处以速度v0=10m/s水平抛出,求:①从抛出到落地前一瞬时物体动量的变化.②物体抛出时遇到的冲量.(空气阻力不计,g取10m/s2)说明:经过以上二个稳固练习,要提示学生注意:a.看作用时间t≤0.01s,可不计重力.b.当直接用F·t求冲量和用mv′-mv求动量变化困难时,可根据动量定理,经过求p达到求Ft的目的(如匀速圆周运动向心力的冲量),相同也可经过求Ft达到求p的目的(如平抛运动物体动量的变化量).四、小结1.本节课我们学习了动量定理,可获得冲量的求解方法:①关于大小、方向都不变的恒力,它们的冲量可用I=Ft计算.②关于变力,既可用I=Ft求出,也可经过I=p,间接求出.2.动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的,如波及到力与作用时间的问题应优先采用动量定理解题.
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动量定理教案
3.要注意用动量定理解题的方法和步骤.五、板书设计
1.内容:物体所受协力的冲量等于物体动量的变化
冲量是物体动量变化的原由
动量定理是解决力学问题的重要定理
F物体所受的协力
表达式
2.
:Ftmvmv
动量定理
m物体的质量物体的末速度
vv物体的初速度
t作用时间
(1)物体动量变化相同时,作用时间短,作使劲大;作用时间长,作使劲小
(2)解题步骤:
a:定对象(单个物体)
3.应用b:受力剖析
c:写出协力的冲量,初,末动量
d:定正方向
e:代入求解
六、作业:
如下图,质量为0.2kg的小球以3m/s的速率撞击天花板,又
以2m/s的速率弹回,若作业时间为0.1s,求小球对天花板的作使劲是多大?(g取10m/s2)
v1
v2
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篇二:动量定理教案
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年级:高二物理姓名:文金宝教学目标1.基础知识:(1)理解冲量的概念。理解力对时间的积累效应将引起物体动量的变化。(2)会以匀变速直线运动的特例,运用牛顿第二定律和速度公式推导出动量定理。2.基本技能:掌握应用动量定理解决一维的物理问题的基本方法。3.情感目标:结合实际讲解物理问题使学生觉得学习物理知识非常有用,激发学生学习物理知识的兴趣,应用计算机课件辅助教学激发学习信息技术的热情。教学重点、难点动量定理的应用是本节课的重点,而应用动量定理时各物理量方向的确定是难点。教学方法:实验演示,计算机辅助教学教具:矩形木块,纸带,计算机,大屏幕,自制CAI教学课件教学过程一、复习、引入师:运动着的物体对另一个物体的作用效果跟哪些因素有关?生:跟物体的质量与速度有关。物体的质量越大,速度越大,它对另一个物体的作用效果就越好。师:说得很好。为了表征运动物体的这样的状态特性,我们在上一节课已经引入了一个物理量,这就是动量。请同学们回忆一下,这动量是如何定义的?计算公式怎样?它的基本性质是什么?生:运动物体的质量和速度的乘积,叫做动量。计算公式是p=mv。动量是一个矢量,它的方向跟速度的方向相同。[板书]计算公式p=mv单位:kgm/s师:对,由物体的质量和速度决定了的动量,反映了物体的一个状态,是一个状态物理量。那么,使动量这个状态物理量发生变化,又是什么原因呢?这就是我们这一节课将要学习的内容。二、进行新课
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师:下面有同学们熟悉的场景:足球场上红队5号队员一个弧线型角球,
早就埋伏在白队球门框旁的红队8号队员迅速插上,一个漂亮的"狮子摇头"把
球顶进了白队的球门,场上一片欢呼。
但是,如果飞来的是一块石块,那怕石块的质量比足球要小,人们敢去顶
吗?(同学们发出笑声)显然不会那么去做。为什么呢?
师:同学们能否讲出一些道理来?
生甲:因为石块质量比足球质量大,……。
生乙:因为石块速度比足球速度大,……。
生丙:因为石块要比足球坚硬,……。
……
师:同学们目前可能还不能正确地回答这个问题,相比较丙生的回答是涉
及到了"正确"的表象。
师:我们现在来看一个现象。
[演示]
拿两支粉笔,分别从相同的高度自由落下。A粉笔
直接落在讲台面上;B粉笔落在讲台上的一本作业簿
上,结果,A粉笔"粉身碎骨",而B粉笔"安然无恙"。
师:同学们想想看,这又是什么道理?以上的问题,
通过这节课的学习就可以解决了。
(设疑激思,创设问题情境,激发学生求知欲望和解决问题的积极性。)
师:下面我们来看一个常见的物体运动。
[投影问题]
质量m的物块在粗糙的平面上被一个与水平
线成θ角的外力F拉动,经过时间t,求物块
的动量改变量?已知物块受到的阻力为f。
师:请同学们利用前面已掌握的内容来进行求解。
[学生推算]
一人上讲台板演,其他同学下面笔记本推算,老师巡回辅导。
同学黑板推算后,老师作必要的检查、修正,正确的过程及结果应是:
由牛顿第二定律
⑴
由匀变速速度公式
⑵
得动量改变量
⑶
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[讲述]
⑶式中的
为物块受到的合外力F合,我们把力F作用时间t
的乘积定义为力的冲量I。
[板书]
冲量:力和力的作用时间的乘积,叫做力的冲量,即I=Ft。
冲量是矢量,冲量的方向就是力的方向。冲量的单位是N·s。
[讲述]
从⑶式中我们可以得知,一个物体动量的变化取决于所受外力(合外力)
的冲量。也就是说:作用力以时间的效果积累将引起物体动量这个状态量的改
变。我们把这个结论叫做动量定律。
[板书]
动量定律:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,
即
。
计算公式
⑷
[讲述]
从⑷式可知,要改变相同的动量,作用力和作用时间成反比。动量改变
相同,可以用较大的力和较短的时间;也可以用较小的力和较长的时间。
[板书、讲述]
由⑷式可得:
⑸
请同学们思考一下,⑸式反映了什么?具体地说,力的大小与方向取决于
什么?
[提问学生]
(学生会有正确的、不太确切的和错误的各种回答,老师要加以启发、修
正。动量的变化量和变化率的区别是一个难点,要结合事例,加以突破。指出:
变化量是大小问题;而变化率是快慢问题。)
[讲述]
作用力F不是由动量p决定,也不是由动量的变化量△p决定,而是取决于
动量的变化率。动量变化量相同,作用时间越短(长),作用力就越大(小)。
[板书]
力的大小等于物体动量的变化率,力的方向即为动量变化率的方向。
师:在以上学习的基础上,我们回过头来看看前面的问题,
定性地加以粗略分析。
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(1)问,对于头顶飞来物体的问题,谁来回答?(给学生一些时间,加以思考,提倡大家相互讨论。让学生积极回答,然后教师进行归纳,作出正确的回答。)生(数人):……。师:××等同学回答的都比较好。分析现象、解决问题,首先要排除干扰的因素,在这里设定动量变化是相等的。其次要抓住问题的物理本质。足球"软",石块"硬"这是个表象,问题的实质是由于作用时间的长短,引起了作用力的大小变化。由于足球比较软,跟人头部接触起着缓冲效果,球与头部的作用时间就长,由动量定理,得出相互作用的撞击力就小,人就不易受到伤害。石块坚硬→作用时间短→相互撞击力大→易受伤害。师:(2)问,粉笔落下断否的问题,跟(1)问类似。注意的是,研究问题的物理过程为:粉笔刚着地这一时刻到着地后刚静止时的这一过程。而下落高度相等,则是保证了两种情况下粉笔的初动量相同;粉笔的末动量都为零。师:下面我们再来分析一个问题,先看一下该实验的演示。要注意观察,实验操作的异同及实验结果的差别;要根据已有的物理知识,通过现象获取有用信息;最后运用动量定理,作出正确的解释。[演示]一块矩形木块竖立地把一条纸带压在水平桌面上,如图。先后快速和慢速地把纸带抽出。快速抽出,木块几乎在原处不动;而慢速抽出,木块将翻倒。[共同分析]师:研究对象为木块,在纸带抽出过程中,木块水平方向受到什么力的作用?生:受到纸带对它的摩擦力作用。师:那么,纸带快速抽出与慢速抽出,对木块来讲,它受到摩擦力作用情况有什么异同?(给学生思考,进行一些讨论,然后提问。)生:……
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生:纸带快速抽出与慢速抽出,木块受到的摩擦力大小没有变,都是滑动摩擦力f=μN=μmg。而改变的是作用时间,快抽作用时间短;慢抽作用时间长。
师:说得很好!这里要注意到滑动摩擦力的值是比较小的。再看快抽与慢抽造成的结果差异。谁来说说开?请抓住实质用物理语言加以准确表述。
生甲:……生乙:…………(教师对于学生的回答,要加以及时恰当的启发补充,并最后给予完整的表述)师:当纸带很快抽出,作用时间很短,木块受到的摩擦力冲量较小,由动量定理知,木块的动量变化很小,因而几乎保持原来的运动状态,仍处在原处。而纸带慢速抽出时,作用时间较长,木块受到摩擦力冲量较大,动量就有较大变化,即木块运动状态发生较大改变,(木块下部获得速度,而木块上部由于惯性,还将保持原先静止状态)故发生了翻倒现象。(以上的教学仅对于动量定理作了一些定性的应用,学生对定理的理解和掌握还处于一种粗浅的状态。教学中还需进行一些问题的定量求解,并要设置某些"障碍"或"陷阱"。通过"障碍"的排除,"陷阱"的识别,使同学们对于动量定理的物理意义有更深刻的理解;对应用动量定理解决问题的步骤及关键有个更好的掌握。)师:下面我们通过多媒体课件辅助教学,使大家对动量定理有更好的理解,并进一步的了解动量定理在日常生活中的应用。【课件演示】打开自制CAI课件进行演示。(说明:以下是课件中的例题及其教学设计建议,供参考)【例1】一建筑工人不慎从高h=30m的地方跌下,系在身上的保险带长L=5m,若保险带拉直后的缓冲时间t=2s。已知人的质量m=70Kg。则人受到保险带的拉力T为多少?[学生求解](一人上讲台板演,其余笔记本练习,教师巡回辅导。)……[讲解、板书]
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(以黑板学生练习及实物投影座位学生的练习为材料,选出遗漏重力的;
冲量、动量方向处理不好的等典型错误,进行剖析。然后展示规范的解题过程)
【解】
以人为研究对象,考虑保险带拉直、张紧过程,
受力分析如图,向下为正方向。
由动量定理,有(mg-T)t=mv2-mv1其中v2=0,v1=解得
N
即人受到保险带的平均拉力为1050N。
[讲述]
刚才有同学在求解时,没有完整地分析合外力的情况,把重力丢了,以为
动量定理中的冲量就是拉力的冲量。
结果得出
N
这是一个与常理不符的结论,因为人本身的重量就有700N。
还有的同学在列式求解时,冲量和动量的方向混乱,这些都是要注意的。
【例2】见教材第6页。教学设计建议同例1。本教案从略。
三、课堂小结
(1)动量定理虽然在课堂中是通过一个匀变速直线运动,即外力是恒力的
情况下推导出来的,但是在变力冲量时,动量定理同样适用,只不过这时冲量
Ft中的F是一个平均作用力。像本节课中"头顶足球的力"、"保险带的拉力"实
际上都是一个平均力。
(2)应用动量定理解决物理问题,一定要按照规范的步骤和正确的方法来
进行。
首先,确定对象和过程,进行完整的受力分析。
其次,确定正方向,一般(或默认)以初动量方向为正。注意各个物理量
的方向,确定正、负号。
然后,根据条件写出合外力冲量、初动量、末动量的表达式,由动量定理
列出方程。
最后,正确地把矢量问题转化为代数运算,代入数据,解得题意所要求的
物理量。
四、布置作业
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思考:1.钉钉子时要用铁锤而不用橡皮锤,而铺地砖时又要用橡皮锤,为什么?书面:2.一个质量为0.2kg的棒球,以20m/s的速度水平飞来,以棒击球后,球以25m/s的速度反向飞去,若棒与球的接触时间是0.01s。则棒击球的平均作用力为多少?3.在粗糙的水平面上用水平恒力F推动质量为m的物体,由静止开始运动,经1s撤去外力F,又经过2s物体停止运动,则物体与水平面的动摩擦因数为多少?(用动量定理求解)
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篇三:动量定理教案
“动量定理”教案一、教学目标1.教养性目标(知识目标):(1)进一步理解动量的概念;(2)初步理解冲量的概念;(3)初步掌握动量定理,并能应用这个定理讨论和解释一些简单的问题。2.发展性目标(能力目标):(1)通过问题研究,培养学生研究实际问题的能力和创新精神;(2)通过阅读教材和分析、讨论问题,培养学生自主学习的能力;(3)通过演示实验、学生分组实验和电脑操作,培养学生的观察能力和实践能力。3.教育性目标(情感目标):培养学生学习物理的兴趣,激发其探求知识的欲望和学习的积极性、主动性,领悟科学研究的基本方法。二、教学重点:动量定理的来龙去脉。三、教学难点:应用动量定理解释实际问题。四、教学器材:计算机、CAI教学软件、实物展示台、数码投影仪、演示实验和学生分组实验仪器等。五、课型:新授课。六、教学时间:2001年12月11日七、教学过程:1.设疑激趣,创设研究情境设置悬念:鸡蛋是我们每天都需要的营养食品,如果我将这只生鸡蛋用力扔出去,鸡蛋的命运会怎样?演示:站在教室中部用力将鸡蛋水平扔向竖直悬挂在黑板前的大绒布。提问:你观察到什么现象?学生:扔在绒布上鸡蛋没破。教师从绒布下拿出那只鸡蛋并提问:如果站在同一位置将同一只鸡蛋以相同的力向墙上扔,会出现什么结果?演示:用力将鸡蛋水平扔向墙壁(墙壁上事先贴有白纸)。学生:鸡蛋破了。激疑:两种情况下鸡蛋与墙或布作用前的动量可以认为是相同的,作用后的动量变为零,鸡蛋的动量变化是相同的。但究竟是什么原因使得鸡蛋出现不同的结局?
教师:再请大家看一段录象。
教师演示课件:播放几个体育运动的视频录象(在节奏感强烈的音乐背景下依次出现亚
运会跳高、拳击、跳马、吊环等比赛镜头)。
提问:看完这段录象后,我们可能会提出很多问题,比如跳高、跳马、吊环运动员落地
时为什么要落在软垫上?激烈的拳击比赛中,运动员为什么要戴拳击手套?以上这些问题是
大家熟悉却不能科学解释的问题,也正是本节课我们要研究的问题。
课件显示:
二、动量定理
2.分层展开,引导自主探究
(1)关于物体动量的变化跟哪些因素有关的研究
①提出假说
教师:要解决刚才提出的问题,必须首先研究、解决物体的动量变化跟哪些因素有关这
一问题。你们先猜一猜看,物体的动量变化与哪些因素有关?
学生甲猜想:可能与物体的质量和它受到的力有关。
学生乙猜想:可能与物体受到的力的大小和力的作用时间有关。
②定性验证
教师:同学们会提出各种不同的假说,这些假说是否正确?请你们操作第一个学习软件,
先对两个实例进行定性讨论,由此你能得出什么结论?
学生:动手操作学习软件并相互协作讨论。
学生计算机显示:讨论题——
ⅰ.一辆以某一速度行驶的汽车,关闭发动机后,要使汽车停下来即使它的动量为零,
如果你是驾驶员可以采取哪些措施?
ⅱ.静止的足球,要使它运动起来即使它获得一定的动量,可用哪些方法?
请一学生回答对讨论题的分析结果:……
学生归纳:物体动量的变化跟物体所受力的大小和作用时间的长短有关。
③定量验证
提问:你得出的这一结论是否正确?你如何验证?
学生提出观点:可以采用数学推导的方法。
教师:很好!数学推导的方法也称定量分析法,请大家继续研究。
学生:继续操作计算机进行定量分析推导。
学生计算机显示(动画):一个质量为m的物体,初速度为v,在合外力F的作用下,
经过时间t,速度变为v',该物体动量的变化与什么有关?
v
v'
F
F
图1
请一学生上讲台讲述推导过程(实物展示台显示其推导内容):
F=ma=m(v'-v)/t
Ft=mv'-mv
学生归纳:根据Ft=mv'-mv,只要力和力的作用时间的乘积Ft相同,物体的动量
变化就相同。由此可以证明,物体的动量变化确实与物体所受合外力和作用时间有关,而且
它们有确定的关系。
④实验验证
激疑:同学们定量分析的结论是否真的可靠?如何进一步验证?
部分学生:可以用实验验证。
教师:很好!实验是物理学研究问题的基本方法。请大家利用提供的纸条和砝码做抽
纸条实验,注意观察现象并讨论该实验能否验证上述结论?
学生分组实验:抽纸条(一次慢抽,一次快抽)。
学生解释实验现象:慢抽和快抽纸条,物块受到的摩擦力可认为相同。慢抽时物块受
到的摩擦力作用时间长,物块的动量变化大;快抽纸条时物块受到的摩擦力作用时间短,物
块的动量变化小,物块几乎不动。
⑤得出结论
教师归纳:我们从提出假说到定性分析到定量分析再到实验验证,应用物理学的研究方
法可以得出结论:物体的动量变化的确决定于物体所受力的大小F和力的作用时间t,而且跟
两者的乘积相同。
提问:Ft=mv'-mv中等号右边的物理意义是什么?
全体学生:mv'-mv是物体动量的变化。
提问:引起物体动量变化的因素是什么?物理学中把力和力的作用时间的乘积叫做力的
冲量。
课件显示:
力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
教师:冲量是一个新的物理量,对于这个新物理量,你打算提出哪些你所关心的问题?
学生甲提问:我想知道冲量是不是矢量?它有没有方向?
学生乙提问:冲量的大小如何计算?它有没有适用条件?
学生丙提问:冲量的单位是什么?它与动量的单位有什么关系?
布置自学任务:冲量是引起物体动量变化的因素,如何解决你们提出的问题?如何初步
理解冲量这一概念?请阅读课本P161第2、3两段,并操作第二个教学软件,从中找出答案。
学生归纳:……
课件显示:
大小:I=Ft
对于恒力,冲量的
方向:与F的方向相同单位:N·s
启发:引入冲量的概念后,同学们刚才得到的结论可以怎样表述?
学生表达:……
课件显示:
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,这个
结论叫做动量定理。即:Ft=p'-p
教师:动量定理揭示了物体动量变化的规律,它虽然是由牛顿第二定律推导出来,但比
牛顿第二定律有着更为广泛的应用,这方面的知识请同学们课后查阅有关资料学习。
学生操作计算机练习:课本P161中两个问题。
学生甲回答:钢球所受冲量的大小为·s,方向水平向左。
学生乙回答:钢球所受冲量的大小为·s,方向竖直向上。
篇四:动量定理教案
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第七章动量
第二节动量定理
本节教材分析
本节内容是上已节“冲量和动量”的继续,通过演示实验和定量的公式推导得出合外力的冲量与物体的动量变化之间的关系,这就是动量定理。动量定理虽然是在恒力情况下推导得到的,但应使学生明白:动量定理也适用于变力。
动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系统。应用动量定理解题时需对研究对象进行受力分析,明确运动过程中各个力的冲量,要区分初、末状态的动量。
本节课还应使学生从动量定理的指导过程中明白,动量定理实际上是牛顿第二定律的另一种表达形式。
教学目标
一、1、2、3、4、二、1、2、三、1、2、
知识目标能够自行推导出动量定理的表达式。理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力。会永动量定理解释有关现象。会用动量定理分析、计算简单的问题。能力目标培养学生的推理能力和说理能力。学会用动量定理解释现象和处理问题。德育目标通过动量定理的推导和应用,使学生了解物理学的研究方法。培养学生具体问题具体分析、理论联系实际的能力。
教学重点
1、动量定理的推导2、利用动量定理解释有关现象
教学难点
1、理解动量定理的确切含义2、如何利用动量定理分析打击和碰撞类力学问题
教学方法
通过演示实验,引入课题,激发学生兴趣;通过例题分析,归纳动量定理解题的基本思路和步骤;
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运用动量定理解释日常生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力。
教学用具
投影仪、投影片,鸡蛋四个,泡沫塑料垫一块,大碗一个。
教学时数
1课时
教学过程
一、引入新课教师讲述:大家都知道玻璃杯掉在水泥地上是易碎的,可掉在松软的沙地上则不易
碎,鸡蛋也是同样道理,请大家看一下现象。教师演示:从相同高度落下的两只鸡蛋,落在泡沫塑料上的那之没碎,落在大碗里
的那只碎了。教师提问:以上现象如何解释?
二、讲授新课(一)、动量定理1.用投影片出示下列问题:一个质量为m的物体,初速度为v,在合力F作用下,经过一段时间t,速度变为
v',求:
①物体的初动量p和末动量p'分别为多少?
②物体的加速度a=?③根据牛顿第二定律F=ma可推导得到一个什么样的表达式。2.学生思考并解答。3.抽查并在实物投影仪上展示:
①物体的初动量pmv,末动量p'mv'
②物体的加速度av'vt
③由牛顿第二定律,Fmamv'vt
[教师]上述表达式整理后:Ftmv'mv请同学们思考,在这个表达式中,各个
物理量表示什么?[学生]等号左边表示合外力的冲量,等号右边是物体动量的变化量。
4.教师引导学生总结
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[板书]物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,这个结论叫做动量定理。
表达式:Ftmv'mv
[教师]前一节课得到的公式Ftmv,其实是动量定理的特殊情形,即初速度为零
的情形。5.教师讲解对于动量定理及其表达式的理解应注意的几点:
(1)动量定理重的Ft指的是合外力的冲量。
[提问]合外力冲量应如何求解?[讨论后总结]
在所研究的物理现象中,如果作用在物体上的各个外力的作用时间相同,求合力的冲量可以求出合力在乘以时间,也可以求出各个力的冲量,然后求出所有力的冲量的失量和。如果作用在被研究对象上的格格外力的作用时间不同,就只能先求每个力在相映时间内的冲量,然后再求出所有力的冲量的矢量和。
(2)公式中pmv'mv时动量的变化,不能理解为动量,p跟和外力冲量
方向相同。
(3)动量定理是一个矢量式,运算应遵循平行四边形定则,若公式中各量均在
同一直线上,规定正方向后,可以把矢量运算简化为代数运算。
(4)动量定理描述的是一个过程,它表明物体所受合力的冲量是物体动量变化
的原因,物体的动量变化是由他受到的外力经过一段时间后积累的效应。
(5)不能说和外力的冲量就是动量的变化。
(6)动量定理即适用于恒力,也适用于变力。对于变力的情况,动量定理中的
F应理解为变力在作用时间内的平均值。
6.巩固训练
(1)关于力的冲量和物体的动量间的关系,正确的是:C
A.物体受到力的冲量越大,物体的动量就越大
B.物体受到力的冲量越大,物体受到的冲力一定越大
C.物体受到的冲量越大,物体的动量的变化一定越大
D.以上说法都不对
(2)对于任何运动着的不同物体,用一不便的制动力使它停下来,所需时间取决于下
面那个物理量:D
A速度
B加速度
C质量
D动量
(二)动量定理的应用
例1用动量定理解释现象
如图所示,两个等重的砝码,用等长的细绳拴住,其中B绳的上端系一小弹簧,突
然放手后,A绳断裂,而B绳不断(教师演示)。求同学思考一下道理。
学生回答:两个砝码的质量相等,由等高的地方自由落下,当绳子伸直时,他们的
初动量相等,经过一段和绳子相互作用的时间△t后停止,因而它们的动量增量是相
等的。根据动量定理,它们所受的冲量F△t也是相等的,由于B绳连接着一个小弹
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簧,延迟了作用时间△t,因而它所受到的作用力较小,故B绳不易断裂。
巩固训练:
1.跳高时要铺上厚厚的垫子,这是为了
A.减少运动员受到的冲量
B.减少运动员受到的冲力
C.较少运动员的动量的变化
A
B
D.减小运动员的惯性
2.轮船的码头上为什么要装有橡皮轮胎?
例2质量m=0.1kg的钢球从5m高处自由下落,落地时与水平放的钢板碰撞,又反弹到3.2m高处,与钢板作用时间为0.02秒,求钢球对板的平均冲力?分析和解解法一研究碰撞瞬间以钢球为研究对象,钢球在与钢板相互作用过程中受力情况如图2,设竖直向上为
正方向,则有:v2gh210510m/s,
v'2gh'2103.28m/s.N
根据动量定理
Ftmv'mv
所以
(Nmg)tm(v'v)
G
Nmv'vmgt
0.18(10)0.1109(1N)0.02
解法二研究全过程
取小球为研究对象,全过程动量变化p0,所以Ft0,则有:
Ntmg(t小tt上)0
2h'
t上
0.8(s)g
t下
2h1(s)g
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Nmg(t下t上t)t
说明:
0.110(10.80.02)91(N)0.02
(1)运用动量定理解题既可以研究某一瞬间,也可以研究全过程。
(2)Ft是指物体所受的合外力冲量,而不是单一某一力的冲量。
引导学生总结用动量定理解题的步骤:
(1)确定研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析,确定所有力及作用时间。
(3)求出合外力的冲量,确定物体的初、末动量。
(4)选定正方向。
(5)根据动量定理列方程求解。
巩固训练
用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速度为0,设打击
时间为0.01s。求:
a.不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力。
b.考虑铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力。
c.分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时,在什么情况下可以不计铁锤的
重量?
参考答案:
a.200N,方向竖直向下
b.204.9N,方向竖直向下
c.当作用时间t<=0.01s时,可不计重量。
三、小结
1、本节课我们学习了动量定理,可得到冲量的求解方法:
(1)对于大小、方向都不变的恒力,他们的冲量可用I=Ft计算。
(2)对于变力,既可用I=Ft求解,也可通过Ip间接求出。
2、动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的,如涉及到力与作用时间的问题应优先选用动量定理求解。
3、要注意用动量定理解题的方法和步骤。四、作业
(一)课本练习二(1)(2)(3)(4)五、板书设计
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1、内容:物体所受合力的冲量等于物体动量的变化——冲量是物体动量变化的原因
(1)不仅适用于恒力也适用于变力。
2、表达是:Ft
mv'
mv(2)Ft
p(p一定)ba..作作用用时时间间短长,,作作用用力力大小
(1)解释某些物理现象
a.定对象
3、应用(2)解题步骤
bc..规受定力正分方析向d.写出合力的冲量、初、e.代入公式求解
末动量
4、意义:是解决力学问题的一条重要定理