第一篇:動(dòng)量定理教案
二、動(dòng)量定理
教學(xué)目的:
1.理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式,知道動(dòng)量定理適用于變力.2.能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)量表達(dá)式.3.會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計(jì)算問題.教學(xué)重點(diǎn):
理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式 教學(xué)難點(diǎn):
會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計(jì)算問題 教學(xué)用具:
生雞蛋、較厚的海綿墊、杯子、紙條、細(xì)線、金屬小球、橡皮筋、多媒體等 教學(xué)過程
演示引入新課 【演示一】一個(gè)雞蛋從一米高的地方落到厚的海綿墊上(提示學(xué)生注意觀察),發(fā)現(xiàn)雞蛋不會(huì)被打破.【演示二】用細(xì)線懸掛一個(gè)重物,把重物拿到一定高度,釋放后重物下落可以把細(xì)線拉斷,如果在細(xì)線上端拴一段皮筋,再從同樣的高度釋放,就不會(huì)斷了。
【演示三】桌面上的一張紙條上壓有一只茶杯,若緩慢拉動(dòng)紙條,則茶杯會(huì)隨紙條運(yùn)動(dòng),若迅速拉動(dòng)紙條,則紙條會(huì)從茶杯底下抽出來。
在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里;跳高時(shí)在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳,落地后雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等.這樣做的目的是為了緩沖.而在某些情況下,我們又不希望緩沖,比如用鐵錘釘釘子.為了解釋這類現(xiàn)象,我們就來學(xué)習(xí)關(guān)于動(dòng)量定理的知識(shí).【板書】8.2、動(dòng)量定理
進(jìn)行新課
下面我們來研究一個(gè)具有一定動(dòng)量的物體,在恒定的合外力 作用下,經(jīng)過一段時(shí)間,它的動(dòng)量變化跟所受合力的沖量有什么 聯(lián)系。
【板書】
一、理論推導(dǎo)
推導(dǎo)的依據(jù):牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式。
‘如圖所示,質(zhì)量為m的物體在力F的作用下,初動(dòng)量為p=mv、末動(dòng)量為p=mv’,經(jīng)歷的時(shí)間為t
?v由加速度的定義式a?'?v, t?mv'?v, 由牛頓第二定律F=ma=
t可得Ft=mv’-mv,即Ft=p’-p 問:該式的左邊Ft是什么量?右邊p’一p是什么意義? 答:矢量,右邊的p’一p表示的物體的動(dòng)量變化,即△p,也是矢量。該式就是動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式。還可寫成:I=△p
??【板書】
二、動(dòng)量定理
1.內(nèi)容:物體所受合力的沖量等于物體的動(dòng)量的變化,這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量定理。2.表達(dá)式:Ft=mv’-mv 3.說明:
a.動(dòng)量定理中的Ft指的是合外力的沖量。(b.動(dòng)量定理是一個(gè)矢量式。(合外力的沖量變化方向與物體的動(dòng)量變化方向相同)c.動(dòng)量定理描述的是一個(gè)因果過程。(牛頓第二定律表示的是力的瞬時(shí)作用效果,而由它所導(dǎo)出的動(dòng)量定理是力的持續(xù)作用的效果,動(dòng)量定理抓住了物體在力的作用下的兩個(gè)狀態(tài),不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題,還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問題,將較難計(jì)算的問題轉(zhuǎn)化為較易計(jì)算的問題)。
d.動(dòng)量定理適用于恒力,也適用于變力。(動(dòng)量定理不但適用于恒力,也適用于隨時(shí)間變化的變力 對(duì)于變力情況,動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.在實(shí)際中我們常遇到變力作用的情況,比如用鐵錘釘釘子,球拍擊乒乓球等,釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,這時(shí)變力的作用效果可F以等效為某一個(gè)恒力的作用,則該恒力就叫變力的平均值)討論:在動(dòng)量變化量△p一定的情況下,F(xiàn)、t之間有什么關(guān)系?
結(jié)論:
1、動(dòng)量變化量△p一定的情況下,F(xiàn)和t成反比。當(dāng)△p一定時(shí),作用時(shí)間越短,力F越大;
2、.要減小力F,可以使力的作用時(shí)間長(zhǎng)。
【板書】
三、用定量定理解釋現(xiàn)象
用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象可分為下列三種情況:
1.△p一定,t短則F大,t長(zhǎng)則F??;
2.F一定,t短則△p小,t長(zhǎng)則△p大; 3.t一定,F(xiàn)大則△p大,F(xiàn)小則△p小。
解釋用鐵錘釘釘子(鐵錘受到釘子的作用,在很短時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變?yōu)榱?。由?dòng)量定理知道,鐵錘受到很大的作用力,同時(shí)釘子受到很大的反作用力,于是釘子被釘進(jìn)去)、沖床沖壓鋼板(用沖床沖壓鋼板,沖頭的動(dòng)量在短時(shí)間內(nèi)變小,鋼板受到很大的作用力,于是鋼板被沖斷。)、跳遠(yuǎn)時(shí)要落入沙坑中等現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用中,有的需要作用時(shí)間短,得到很大的作用力而被人們所利用,有的需要延長(zhǎng)作用時(shí)間(即緩沖)減少力的作用。請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e些有關(guān)實(shí)際應(yīng)用的例子.加強(qiáng)對(duì)周圍事物的觀察能力,勤于思考,一定會(huì)有收獲。【板書】
四、動(dòng)量定理應(yīng)用
1.思考:如何用你所學(xué)的有關(guān)動(dòng)量定理的知識(shí)解釋試驗(yàn)一(二、三)的現(xiàn)象。
分析與結(jié)論:雞蛋從某一高度下落,分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的,也即初動(dòng)量相同,碰撞后速度均變?yōu)榱?,即末?dòng)量均為零,因而在相互作用過程中雞蛋的動(dòng)量變化量相同.而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同,與石頭碰時(shí)作用時(shí)間短,與海綿墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng),由Ft=△p知,雞蛋與石頭相碰時(shí)作用大,會(huì)被打破,與海綿墊相碰時(shí)作用力較小,因而不會(huì)被打破.(二、三找學(xué)生進(jìn)行分析)
2.例題、一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球以25m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后,反向水平飛回,速度的大小為45m/s,設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s,設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力有多大?
【板書】
五、鞏固練習(xí)
1、人從高處跳到低處,為了安全,一般都是讓腳尖先到地,下面解釋正確的是(C)A、減小沖量
B、使動(dòng)量的增量變得更小
C、增長(zhǎng)與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力 D、增大人對(duì)地面的壓強(qiáng),起到安全的作用
2、在任何相等的時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的變化總是相等的運(yùn)動(dòng)是(ACD)A、勻變速直線運(yùn)動(dòng) B、勻速圓周運(yùn)動(dòng) C、自由落體運(yùn)動(dòng) D、平拋運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)充:(找學(xué)生進(jìn)行分析解釋)
1、一個(gè)人慢行和跑步時(shí),不小心與迎面的一棵樹相撞,其感覺有什么不同?請(qǐng)解釋。
2、一輛滿載貨物的卡車和一輛小轎車都從靜止開始,哪輛車起動(dòng)更快?為什么?
3、人下扶梯時(shí)往往一級(jí)一級(jí)往下走,而不是直接往下跳躍七、八級(jí),這是為什么? 【板書】
六、小結(jié)
1、本節(jié)課我們用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到動(dòng)量定理。
2、應(yīng)用動(dòng)量定理△p= Ft可以解釋生活中的很多現(xiàn)象。
3、要注意用動(dòng)量定理解題的方法和步驟。尤其要注意動(dòng)量定理的矢量性。
作業(yè)
1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文,預(yù)習(xí)下一節(jié)“動(dòng)量守恒定律”。
2、把練習(xí)二的第(1)、(2)、(3)題做在練習(xí)本上。
教學(xué)說明
本節(jié)課的重點(diǎn)是動(dòng)量定理的物理意義.動(dòng)量定理是由牛頓第二定律導(dǎo)出的,學(xué)生對(duì)于這個(gè)推導(dǎo)過程是沒有什么困難的.但是,有兩點(diǎn)學(xué)生不容易理解:
1、動(dòng)量定理與牛頓第二定律的區(qū)別何在?
2、有了牛頓第二定律為什么還要?jiǎng)恿慷ɡ砹藨?yīng)該使學(xué)生明確,牛頓第二定律表示的是力的瞬時(shí)作用效果,而由它所導(dǎo)出的動(dòng)量定理是力的持續(xù)作用的效果,在推導(dǎo)過程中出現(xiàn)的F和t“融為”一體,這就是沖量.恒力作用有沖量,變力作用也有沖量.只要物體受到的沖量相同,而無論力大還是力小,其動(dòng)量變化就一定相同。這樣,即使在作用力比較復(fù)雜的情況下,牛頓第二定律難以應(yīng)用時(shí),動(dòng)量定理卻完全可以應(yīng)用。
第二篇:《動(dòng)量定理》教案
《動(dòng)量定理》教案
教學(xué)目標(biāo)
一.知識(shí)目標(biāo)
1.能夠自行推導(dǎo)出動(dòng)量定理的表達(dá)式。
2.理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式。知道動(dòng)量定理適用于變力。3.會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象。
4.會(huì)用動(dòng)量定理分析、計(jì)算簡(jiǎn)單的問題。
二、能力目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和說明說理能力。2.學(xué)會(huì)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象和處理問題。
三、德育目標(biāo)
1.通過動(dòng)量定理的推導(dǎo)和應(yīng)用,使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法。2.培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
1.動(dòng)量定理的推導(dǎo)。
2.利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象。
教學(xué)難點(diǎn)
1.理解動(dòng)量定理的確切含義。
2.如何利用動(dòng)量定理分析打擊和碰撞類力學(xué)問題。教學(xué)方法
通過演示實(shí)驗(yàn).引入課題,激發(fā)學(xué)生興趣;
通過例題分析,歸納動(dòng)量定理解題的基本思路和步驟;
運(yùn)用動(dòng)量定理解釋日常生活中的物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力.
分層教學(xué)法. 教學(xué)用具
雞蛋四個(gè),泡沫塑料墊一塊,軟墊一塊,一塊瓦片,一本硬封面的書,鐵錘、投影儀、投影片、CAI課件. 課時(shí)安排
1課時(shí) 教學(xué)過程
[投影本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.能夠自行推導(dǎo)動(dòng)量定理. 2.理解動(dòng)量定理的意義.
3.會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象.
4.會(huì)用動(dòng)量定理解決相關(guān)物理問題.
一、導(dǎo)入新課
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道:物體動(dòng)量變化時(shí)一定受到了沖量的作用.那么沖量和物體動(dòng)量的變化究竟存在什么樣的定量關(guān)系呢?通過本節(jié)課的學(xué)習(xí).我們來完成這一任務(wù).
二、新課教學(xué)
(一)動(dòng)量定理
基礎(chǔ)知識(shí)
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文,回答下列問題: [投影片出示] 1.什么是動(dòng)量?什么是沖量? 2.什么是動(dòng)量的變化量? 3.沖量與動(dòng)量的變化有何關(guān)系?試證明. 4.什么是動(dòng)量定理? 學(xué)生閱讀課文后,得出結(jié)論;
1.從上節(jié)的學(xué)習(xí)中知道:物體運(yùn)動(dòng)的速度和質(zhì)量的乘積叫動(dòng)量。即p?mv;而力和力作用時(shí)間的乘積叫沖量,即I=F·t.
2.不同狀態(tài)間動(dòng)量的改變叫動(dòng)量的變化量,它是一矢量,并且是一過程量,即:
?p?p2?p1
3.沖量應(yīng)與動(dòng)量的變化相對(duì)應(yīng).
若一質(zhì)量為m、初速度為v1的物體,在恒力F作用t時(shí)間后速度變?yōu)関2。則:
p1?mv1 p2?mv2 ?p?p2?p1 =mv2-mv1 =m(v2-v1)
v1又因?yàn)椋篴=v2? t 結(jié)合牛頓第二定律:F合=ma v1?
得:F合=m?v2?tm(v2?v1)t??pt
即:F合t=?p
故:I合=?p
4.物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化,這一結(jié)論叫動(dòng)量定理.
深入探究
請(qǐng)同學(xué)們回憶所學(xué)知識(shí),分組討論后回答下列問題:
[投影片出示]
1.對(duì)物體所受的合外力沖量有哪些求法?
2.合力的沖量是否就是動(dòng)量的變化?
3.公式“c”中各量是什么意思?
4.動(dòng)量定理對(duì)變力是否適用?
學(xué)生討論后得出結(jié)論:
1.對(duì)于物體所受的合力的沖量,由于各個(gè)力作用的時(shí)間是相同的,故合力的沖量實(shí)質(zhì)上也是各力沖量的矢量和(因?yàn)闆_量是矢量),所以我們?cè)谇蠛贤饬Φ臎_量時(shí)可有兩種方法:
①求出物體所受的合力,然后根據(jù)沖量的計(jì)算式求得該合力的沖量.
②求出物體所受各力的沖量,然后應(yīng)用平行四邊形定則(一維時(shí)可在規(guī)定正方向后,簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算)求這些沖量的矢量和。
3.在動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)式“I合=p2?p1”中:
I合表示物體所受的合沖量(合力的沖量).
p2表示物體末了狀態(tài)所具有的動(dòng)量.
p1表示物體初始狀態(tài)所具有的動(dòng)量.
4.動(dòng)量定理雖是在恒力情況下推導(dǎo)出來的.但它對(duì)于變力仍然適用,并且變力在生活中更為普遍.應(yīng)用動(dòng)量定理后,可求出這一變力的等效恒力,即變力的平均值.教師總結(jié)
從前面的學(xué)習(xí)中我們知道,對(duì)于一矢量往往可把它分解到不同的方向上,即矢量的分解與合成.對(duì)于沖量及動(dòng)量這兩個(gè)矢量,我們同樣可以分解到不同的方向進(jìn)行討論.若對(duì)其采用正交分解后則有:
Ix=px2?px1
Iy=py2?py1
并且這樣處理后在很多問題的解決中會(huì)帶來很大的方便.
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用
1.物體在恒定合外力的作用下,下列說法正確的是()
A.動(dòng)量的方向一定與合外力方向相同
B.動(dòng)量方向與沖量方向一定相反
C.動(dòng)量變化的方向與沖量方向相同
D.動(dòng)量變化的方向可能與沖量方向相反
2.質(zhì)量為8 kg的鉛球,在運(yùn)動(dòng)員手的推力作用2 s后,速度變?yōu)?5 m/s.則:
①鉛球的初動(dòng)量為多少?
②鉛球的末動(dòng)量為多少?
③鉛球的動(dòng)量變化為多少?
④運(yùn)動(dòng)員的平均作用力為多少?
[參考答案]1.C 2.①O ②200 kg·m/s ③200 kg·m/s ④100 N(二)動(dòng)量定理的應(yīng)用
基礎(chǔ)知識(shí)
1.物理現(xiàn)象的解釋.
[實(shí)驗(yàn)演示] “瓦碎蛋全”
請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)后,回答下列問題: 1.同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象? 2.物體的破碎是力大時(shí)容易還是力小時(shí)容易?試從生活中舉一例子。3.雞蛋沒有破碎說明了什么問題? 學(xué)生觀察后得出結(jié)論:
1.瓦塊被砸碎了,而軟墊上的雞蛋完好無損.
2.物體受到的力大時(shí)容易破碎,例如:用力拉線的兩端,若力小時(shí)無論拉多長(zhǎng)時(shí)間都不會(huì)拉斷,而用較大力時(shí)卻可以將線拉斷.
3.雞蛋的完好說明作用在雞蛋上的力比較小。
深入探究
請(qǐng)學(xué)生討論后回答:
1.桌子上面,雞蛋下面的軟墊起什么作用? 若直接把雞蛋放在桌面上行不行? 2.試解釋“瓦碎蛋全”的奧妙。
學(xué)生討論后得出結(jié)論:
1.軟墊起到延長(zhǎng)雞蛋受力時(shí)間的作用.若直接放在桌面上,則起不到延長(zhǎng)時(shí)間的作用. 2.之所以“瓦碎蛋全”是因?yàn)殄N子加在瓦上的沖量要使瓦的動(dòng)量發(fā)生變化,并且作用時(shí)間非常短,故作用力比較大;而加在雞蛋上的沖量經(jīng)軟墊延時(shí)后,由“I=Ft”知,時(shí)間延長(zhǎng)后.力會(huì)變小,故雞蛋不破.
教師總結(jié)
對(duì)于和動(dòng)量定理相關(guān)的物理現(xiàn)象,我們?cè)诮忉寱r(shí)要緊抓力和時(shí)間這兩者的關(guān)系.相同沖量,時(shí)間長(zhǎng)時(shí)作用力小;時(shí)間短時(shí)作用力大.下面針對(duì)這一問題進(jìn)行練習(xí)。
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用
應(yīng)用動(dòng)量定理的知識(shí),解釋下列物理現(xiàn)象;(1)[錄像播放] 人平躺下后,在腹部放一石塊,用錘子把石塊砸碎后,人卻安然無恙.(2)[錄像播放] 體操運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)下肢彎曲.
[參考答案](1)錘對(duì)石塊的作用時(shí)間極短,故作用力很大,而人的腹部起到了延時(shí)作用,故力很?。?/p>
(2)雙腿著地后若先彎曲一下可以延長(zhǎng)動(dòng)量變化的時(shí)間。從而減小地面對(duì)人的作用力. 2.物理問題的解決
基礎(chǔ)知識(shí)
. 請(qǐng)同學(xué)們回憶前面所學(xué),閱讀課文例題。回答下列問題: 1.動(dòng)量定理中含有哪些物理量? 2.動(dòng)量定理的等量關(guān)系建立在哪些物理量之間? 3.動(dòng)量定理中的運(yùn)算法則是什么? 學(xué)生討論后得出結(jié)論:
1.在動(dòng)量定理中含有:合力的沖量,初狀態(tài)的動(dòng)量,末狀態(tài)的動(dòng)量.
2.動(dòng)量定理的等量關(guān)系是建立在合外力的沖量和動(dòng)量變化量之間的. 3.動(dòng)量定理的運(yùn)算應(yīng)遵循“平行四邊形定則”.若是一維,則可在規(guī)定正方向后簡(jiǎn)化為代數(shù) 運(yùn)算.
深入探究
請(qǐng)學(xué)生討論后回答下列問題: 1.應(yīng)用動(dòng)量定理可解決哪些問題? 2.應(yīng)用動(dòng)量定理的關(guān)鍵是什么? 學(xué)生討論后得出:
1.應(yīng)用動(dòng)量定理可以求解物體所受力的大小,力作用時(shí)間的長(zhǎng)短,物體的質(zhì)量以及物體的
始末速度.
2.應(yīng)用動(dòng)量定理的關(guān)鍵是: A.清楚物體的受力. B.抓住始末兩狀態(tài).
教師總結(jié)
引導(dǎo)學(xué)生一起總結(jié)應(yīng)用動(dòng)量定理的一般步驟: 1.確定研究對(duì)象.
2.明確研究的物理過程。從而抓住物體的始末兩狀態(tài). 3.分析研究的過程中物體的受力情況. 4.規(guī)定正方向。進(jìn)而確定各量的正負(fù). 5.根據(jù)動(dòng)量定理的等量關(guān)系,列方程求解.
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用
質(zhì)量是50 kg的雜技演員在距彈簧網(wǎng)3.2 m高處自由下落,著網(wǎng)后被彈向網(wǎng)上1.8 m高 處.已知演員與網(wǎng)的接觸時(shí)間是2 s.則演員對(duì)網(wǎng)的平均沖力為多少?(g取10 m/s2)[參考答案]850 N
三、小結(jié)
[學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)] A層次;自己獨(dú)立歸納,結(jié)合上節(jié)總結(jié)求沖量、動(dòng)量變化的方法. B層次:討論歸納,互相釋疑.
C層次:結(jié)合小結(jié)提綱歸納本節(jié)知識(shí)點(diǎn).
[投影]小結(jié)提綱
1.動(dòng)量定理的表達(dá)式中各量的物理意義是什么? 2.Ft=mv表示什么意思? 3.當(dāng)△p一定時(shí).如何增大作用力,又怎樣減小作用力? 4.正方向的選取不一樣,結(jié)果一樣嗎?
四、作業(yè)
l.課本 練習(xí)二.2.預(yù)習(xí)下一節(jié). 3.思考題:
①一支粉筆立在水平桌面的紙條上。要想把紙條從粉筆下抽出,而又保證粉筆不倒,紙條應(yīng)快速抽出還是緩慢抽出?說明理由.
②用0.5 kg的鐵錘釘釘子。打擊時(shí)鐵錘的速度為4 m/s,打擊后鐵錘不動(dòng).設(shè)打擊時(shí)同為O.01 s.求:
a.不計(jì)鐵錘的重量。鐵錘釘釘子的平均作用力. b.考慮鐵錘的重量,鐵錘釘釘子的平均作用力.
c.分析一下,在計(jì)算鐵錘釘釘子的平均作用力時(shí)。在什么情況下可以不計(jì)鐵錘的重量呢? [參考答案] ①應(yīng)快速抽出,因F一定。F=μFN,t短,△p小,不易倒. ②a.200N,方向豎直向下。b.204.9N,方向豎直向下。
c.當(dāng)t≤0.01時(shí),可不計(jì)重量。
五、板書設(shè)計(jì)
1.內(nèi)容,物體所受合力的沖量等于動(dòng)量的變化——沖量是物體動(dòng)量變化的原因。
第三篇:動(dòng)量定理教案
高中物理第一冊(cè)
第七章
動(dòng)量
第二節(jié) 動(dòng)量定理
課改
陳帥
本節(jié)教材分析
本節(jié)內(nèi)容是上已節(jié)“沖量和動(dòng)量”的繼續(xù),通過演示實(shí)驗(yàn)和定量的公式推導(dǎo)得出合外力的沖量與物體的動(dòng)量變化之間的關(guān)系,這就是動(dòng)量定理。動(dòng)量定理雖然是在恒力情況下推導(dǎo)得到的,但應(yīng)使學(xué)生明白:動(dòng)量定理也適用于變力。
動(dòng)量定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體或可視為單個(gè)物體的系統(tǒng)。應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí)需對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,明確運(yùn)動(dòng)過程中各個(gè)力的沖量,要區(qū)分初、末狀態(tài)的動(dòng)量。本節(jié)課還應(yīng)使學(xué)生從動(dòng)量定理的指導(dǎo)過程中明白,動(dòng)量定理實(shí)際上是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1、能夠自行推導(dǎo)出動(dòng)量定理的表達(dá)式。
2、理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式,知道動(dòng)量定理適用于變力。3、4、1、2、1、2、會(huì)永動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象。
會(huì)用動(dòng)量定理分析、計(jì)算簡(jiǎn)單的問題。培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和說理能力。
學(xué)會(huì)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象和處理問題。
通過動(dòng)量定理的推導(dǎo)和應(yīng)用,使學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法。培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
二、能力目標(biāo)
三、德育目標(biāo)
教學(xué)重點(diǎn)
1、動(dòng)量定理的推導(dǎo)
2、利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象
教學(xué)難點(diǎn)
1、理解動(dòng)量定理的確切含義
2、如何利用動(dòng)量定理分析打擊和碰撞類力學(xué)問題
教學(xué)方法
通過演示實(shí)驗(yàn),引入課題,激發(fā)學(xué)生興趣;
[教師] 上述表達(dá)式整理后:Ft?mv'?mv請(qǐng)同學(xué)們思考,在這個(gè)表達(dá)式中,各個(gè)物理量表示什么?
[學(xué)生] 等號(hào)左邊表示合外力的沖量,等號(hào)右邊是物體動(dòng)量的變化量。4.教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)
[板書] 物體所受合力的沖量等于物體的動(dòng)量變化,這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量定理。
表達(dá)式:Ft?mv'?mv
[教師]前一節(jié)課得到的公式Ft?mv,其實(shí)是動(dòng)量定理的特殊情形,即初速度為零的情形。
5.教師講解對(duì)于動(dòng)量定理及其表達(dá)式的理解應(yīng)注意的幾點(diǎn):
(1)動(dòng)量定理重的Ft指的是合外力的沖量。[提問] 合外力沖量應(yīng)如何求解? [討論后總結(jié)]
在所研究的物理現(xiàn)象中,如果作用在物體上的各個(gè)外力的作用時(shí)間相同,求合力的沖量可以求出合力在乘以時(shí)間,也可以求出各個(gè)力的沖量,然后求出所有力的沖量的失量和。
如果作用在被研究對(duì)象上的格格外力的作用時(shí)間不同,就只能先求每個(gè)力在相映時(shí)間內(nèi)的沖量,然后再求出所有力的沖量的矢量和。
(2)公式中?p?mv'?mv時(shí)動(dòng)量的變化,不能理解為動(dòng)量,?p跟和外力沖量方向相同。
(3)動(dòng)量定理是一個(gè)矢量式,運(yùn)算應(yīng)遵循平行四邊形定則,若公式中各量均在同一直線上,規(guī)定正方向后,可以把矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
(4)動(dòng)量定理描述的是一個(gè)過程,它表明物體所受合力的沖量是物體動(dòng)量變化的原因,物體的動(dòng)量變化是由他受到的外力經(jīng)過一段時(shí)間后積累的效應(yīng)。
(5)不能說和外力的沖量就是動(dòng)量的變化。
(6)動(dòng)量定理即適用于恒力,也適用于變力。對(duì)于變力的情況,動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。6.鞏固訓(xùn)練
(1)關(guān)于力的沖量和物體的動(dòng)量間的關(guān)系,正確的是:C A. 物體受到力的沖量越大,物體的動(dòng)量就越大
B. 物體受到力的沖量越大,物體受到的沖力一定越大 C. 物體受到的沖量越大,物體的動(dòng)量的變化一定越大 D. 以上說法都不對(duì)
(2)對(duì)于任何運(yùn)動(dòng)著的不同物體,用一不便的制動(dòng)力使它停下來,所需時(shí)間取決于下面那個(gè)物理量:D
A速度
B加速度
C質(zhì)量
D動(dòng)量
(二)動(dòng)量定理的應(yīng)用
N?t?mg(t小??t?t上)?0
2hg2hg'
t上??0.8(s)
t下??1(s)
N?
?mg(t下?t上??t)?t
?91(N)0.1?10?(1?0.8?0.02)0.02說明:
(1)運(yùn)用動(dòng)量定理解題既可以研究某一瞬間,也可以研究全過程。(2)F??t是指物體所受的合外力沖量,而不是單一某一力的沖量。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)用動(dòng)量定理解題的步驟:
(1)確定研究對(duì)象。
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,確定所有力及作用時(shí)間。(3)求出合外力的沖量,確定物體的初、末動(dòng)量。(4)選定正方向。
(5)根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解。鞏固訓(xùn)練
用0.5kg的鐵錘釘釘子,打擊時(shí)鐵錘的速度為4m/s,打擊后鐵錘的速度為0,設(shè)打擊時(shí)間為0.01s。求:
a. 不計(jì)鐵錘的重量,鐵錘釘釘子的平均作用力。
b. 考慮鐵錘的重量,鐵錘釘釘子的平均作用力。
c. 分析一下,在計(jì)算鐵錘釘釘子的平均作用力時(shí),在什么情況下可以不計(jì)鐵錘的重量?
參考答案:
a. 200N,方向豎直向下
b. 204.9N,方向豎直向下
c. 當(dāng)作用時(shí)間t<=0.01s時(shí),可不計(jì)重量。
三、小結(jié)
1、本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了動(dòng)量定理,可得到?jīng)_量的求解方法:
(1)對(duì)于大小、方向都不變的恒力,他們的沖量可用I=Ft計(jì)算。(2)對(duì)于變力,既可用I=Ft求解,也可通過I??p間接求出。
2、動(dòng)量定理是由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推出的,如涉及到力與作用時(shí)間的
第四篇:動(dòng)量定理教案2
動(dòng)量定理的應(yīng)用·教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過例題分析,使學(xué)生掌握使用動(dòng)量定理時(shí)要注意:(1)對(duì)物體進(jìn)行受力分析;(2)解題時(shí)注意選取正方向;
關(guān)于涼山州煙草公司會(huì)東縣(局)營銷部的情況匯報(bào) 敬的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo): 會(huì)東縣(局)營銷部自2003年以來,很多管理工作嚴(yán)重失控,特別是葉收購工作,一年比一年混亂。各類人員崗位責(zé)任制流于形式,形同虛,缺乏切實(shí)可行的管理措施,收購煙葉提級(jí)上調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重。出于對(duì)煙草業(yè)的熱愛,為了使會(huì)東煙草真正發(fā)展壯大,為了煙農(nóng)真正感到煙草行業(yè)他們帶來的利益,我們冒昧的將會(huì)東的真實(shí)情況作一個(gè)簡(jiǎn)單的匯報(bào):
一、煙葉收購管理混亂,出現(xiàn)大量提級(jí)上調(diào)現(xiàn)象,造成煙葉收購資金重流失。煙葉收購期間,每個(gè)煙葉收購點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)手握少則幾百萬元,多則幾千萬的煙葉收購流動(dòng)資金操作大權(quán)。很多收購點(diǎn)一是靠吃煙農(nóng)秤,二是靠買雜色,級(jí)外煙提級(jí)上調(diào),造成煙葉收購資金大量流失。煙葉收購管理秩紊亂。有關(guān)系的點(diǎn)長(zhǎng),煙葉收得再混亂,質(zhì)量再差;收購結(jié)束時(shí),對(duì)賬缺,一樣可平安過關(guān),不會(huì)受到任何處理。各類人員管理一片混亂,煙子,一些點(diǎn)長(zhǎng),收購人員家屬、親朋參與倒賣煙葉,部分領(lǐng)導(dǎo)直接參與益共同體買官賣官,腐敗現(xiàn)象極為嚴(yán)重。誰當(dāng)點(diǎn)長(zhǎng),這個(gè)煙葉收購點(diǎn)就誰的,很多點(diǎn)長(zhǎng)把縣營銷部安排到收購點(diǎn)的終端機(jī)人員、微機(jī)員、庫管,都換成他自己的親信,營銷部領(lǐng)導(dǎo)下去檢查工作,他們又將營銷部安的人員換上,領(lǐng)導(dǎo)一走,又是點(diǎn)長(zhǎng)的親信在操作,包括煙技員都是幫點(diǎn)打工,煙葉收購點(diǎn)成了家庭式的收購點(diǎn)。國有企業(yè)怎么會(huì)變成這樣?怎會(huì)出現(xiàn)驗(yàn)級(jí)人員收小費(fèi),過磅人員開假單的現(xiàn)象?近兩年?duì)I銷部領(lǐng)導(dǎo)安排各站副站長(zhǎng)到倉儲(chǔ)中心交接煙葉,但他們不是使用動(dòng)量定理的范圍。
(3)選取
2.通過對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的分析,培養(yǎng)學(xué)生使用物理規(guī)律有條理地解釋物理現(xiàn)象的能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
動(dòng)量定理的應(yīng)用,是本節(jié)的重點(diǎn)。動(dòng)量、沖量的方向問題,是使用動(dòng)量定理的難點(diǎn)。
三、教具
寬約2cm、長(zhǎng)約20cm的紙條,底部平整的粉筆一支。
四、主要教學(xué)過程(一)引入新課
物體動(dòng)量的改變,等于作用力的沖量,這是研究力和運(yùn)動(dòng)的重要理論。它反映了動(dòng)量改變和沖量之間的等值同向關(guān)系。下面通過例題,具體分析怎樣使用動(dòng)量定理。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
例1.豎立放置的粉筆壓在紙條的一端。要想把紙條從粉筆下抽出,又要保證粉筆不倒,應(yīng)該緩緩、小心地將紙條抽出,還是快速將紙條抽出?說明理由。
在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上,進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。第一次是小心翼翼地將紙條抽出,現(xiàn)象是粉筆必倒。第二次是將紙條快速抽出。具體方法是一只手捏住紙條沒壓粉筆的一端,用另一只手的手指快速向下打擊紙條中部,使紙條從粉筆下快速抽出?,F(xiàn)象是粉筆幾乎不動(dòng),仍然豎立在桌面上。
先請(qǐng)同學(xué)們分析,然后老師再作綜合分析。
分析:紙條從粉筆下抽出,粉筆受到紙條對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力μmg作用,方向沿紙條抽出的方向。不論紙條是快速抽出,還是緩緩抽出,粉筆
在水平方向受到的摩擦力的大小不變。在紙條抽出過程中,粉筆受到摩擦力的作用時(shí)間用t表示,粉筆受到摩擦力的沖量為μmgt,粉筆原來靜止,初動(dòng)量為零,粉筆的末動(dòng)量用mv表示。根據(jù)動(dòng)量定理有
μmgt=mv 如果緩慢抽出紙條,紙條對(duì)粉筆的作用時(shí)間比較長(zhǎng),粉筆受到紙條對(duì)它摩擦力的沖量就比較大,粉筆動(dòng)量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了一定的速度。由于慣性,粉筆上端還沒有來得及運(yùn)動(dòng),粉筆就倒了。
如果在極短的時(shí)間內(nèi)把紙條抽出,紙條對(duì)粉筆的摩擦力沖量極小,粉筆的動(dòng)量幾乎不變。粉筆的動(dòng)量改變得極小,粉筆幾乎不動(dòng),粉筆也不會(huì)倒下。
練習(xí):有一種雜技表演,一個(gè)人躺在地上,上面壓一個(gè)質(zhì)量較大的石板。另一個(gè)人手持大錘狠狠地打到石板上。問躺著的人是否會(huì)有危險(xiǎn)?為什么?
請(qǐng)同學(xué)們判斷結(jié)果,說明原因,老師最后再總結(jié)。由于鐵錘打擊石板的時(shí)間極短,鐵錘對(duì)石板的沖量極小,石板的動(dòng)量幾乎不變,躺著的人不會(huì)受到傷害。
例2.質(zhì)量1kg的鐵球從沙坑上方由靜止釋放,下落1s落到沙子表面上,又經(jīng)過0.2s,鐵球在沙子內(nèi)靜止不動(dòng)。假定沙子對(duì)鐵球的阻力大小恒定不變,求鐵球在沙坑里運(yùn)動(dòng)時(shí)沙子對(duì)鐵球的阻力。(g=10m/s2)解法1:(用牛頓第二定律求解)鐵球下落1s末,接觸到沙坑表面時(shí)速度
v=gt=10×1m/s
鐵球在沙子里向下運(yùn)動(dòng)時(shí),速度由v=10m/s減小到零。鐵球運(yùn)動(dòng)的加速度方向向上,鐵球在沙子里運(yùn)動(dòng)時(shí),受到向下的重力mg和沙子對(duì)它的阻力f。根據(jù)牛頓第二定律,以向上為正方向。
f-mg=ma 沙子對(duì)鐵球的作用力
f=mg+ma=1×(10+50)N=60N 解法2:(使用動(dòng)量定理)鐵球由靜止下落1s末,到與沙子接觸時(shí)速度為
v=gt=10×1m/s=10m/s 在沙子里運(yùn)動(dòng)時(shí),鐵球受到向下的重力mg和沙子對(duì)它向上的阻力f。以向上為正方向,合力的沖量為(f-mg)t,物體的動(dòng)量由mv減小到零,動(dòng)量的改變?yōu)?-mv。根據(jù)動(dòng)量定理,(f-mg)t=-mv 沙子對(duì)鐵球的阻力
說明:因?yàn)橐?guī)定向上為正方向,速度v的方向向下,所以10m/s應(yīng)為負(fù)值。
解法3:(使用動(dòng)量定理)鐵球在豎直下落的1s內(nèi),受到重力向下的沖量為mgt1。鐵球在沙子里向下運(yùn)動(dòng)時(shí),受到向下的重力沖量是mgt2,阻力對(duì)它向上的沖量是ft2。取向下為正方向,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所有外力沖量總和為I=mgt1+mgt2-ft2。鐵球開始下落時(shí)動(dòng)量是零,最后靜止時(shí)動(dòng)量還是零。整個(gè)過程中動(dòng)量的改變就是零。根據(jù)動(dòng)量定理,mgt1+mgt2-ft2=0 沙子對(duì)鐵球的作用力
比較三種解法,解法1使用了牛頓第二定律,先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出落到沙坑表面時(shí)鐵球的速度,再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出鐵球在沙子里運(yùn)動(dòng)的加速度,最后用牛頓第二定律求出沙子對(duì)鐵球的阻力。整個(gè)解題過程分為三步。解法2先利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出鐵球落到沙子表面的速度,然后對(duì)鐵球在沙子里運(yùn)動(dòng)這一段使用動(dòng)量定理,求出沙子對(duì)鐵球的阻力。整個(gè)過程簡(jiǎn)化為兩步。解法3對(duì)鐵球的整個(gè)運(yùn)動(dòng)使用動(dòng)量定理,只需一步就可求出沙子對(duì)鐵球的阻力。解法3最簡(jiǎn)單。通過解法3看出,物體在運(yùn)動(dòng)過程中,不論運(yùn)動(dòng)分為幾個(gè)不同的階段,各階段、各個(gè)力沖量的總和,就等于物體動(dòng)量的改變。這就是動(dòng)量定理的基本思想。
課堂練習(xí):
1.為什么玻璃杯掉到水泥地上就會(huì)摔碎,落到軟墊上,就不會(huì)被摔碎?
2.質(zhì)量5kg的物體靜止在水平面上,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,物體在F=15N的水平恒力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。物體運(yùn)動(dòng)到3s末水平恒力的方向不變,大小增大到F2=20N。取g=10m/s2,求F2作用于物體上的5s末物體的速度。
答案:13m/s。(三)課堂小結(jié)
通過例題分析,可以看出:
(1)使用動(dòng)量定理時(shí),一定要對(duì)物體受力進(jìn)行分析。(2)在一維空間內(nèi)使用動(dòng)量定理時(shí),要注意規(guī)定一個(gè)正方向。(3)正確選擇使用動(dòng)量定理的范圍,可以使解題過程簡(jiǎn)化。
第五篇:動(dòng)量定理教案
第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律
【教學(xué)目的】
掌握的沖量概念、會(huì)計(jì)算變力的沖量;掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理;
掌握動(dòng)量守恒定律及適用條件。掌握運(yùn)用它分析問題的思想方法。
【重點(diǎn)】:沖量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、碰撞。
【難點(diǎn)】:動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律。
3-1 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理
【教學(xué)目的】
掌握的沖量概念、會(huì)計(jì)算變力的沖量;掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理。
【重點(diǎn)】:沖量、動(dòng)量定理 【難點(diǎn)】:動(dòng)量定理 【教學(xué)內(nèi)容】
一、沖量 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理 1 沖量
定義:I=F·t有大小和方向,是矢量.單位:N·s.物理意義:描述力在某段時(shí)間內(nèi)積累效應(yīng)的物理量,是過程量.沖量的計(jì)算:
(1)恒力的沖量
I=F(t2-t1)(3一1)
(2)變力的沖量
如果外力F是一變力,則把力的作用時(shí)間t2-t1分成許多極小的時(shí)間間隔,在時(shí)間
中的沖量為
如果所取的時(shí)間為無限小,上式可改寫為積分式 而在時(shí)間t2-t1中的沖量為
(3一2)
要注意到,與上式相應(yīng),在各坐標(biāo)軸方向的分量式是
(3一3)
沖量是指某個(gè)力而言,計(jì)算某一個(gè)力沖量與其他力無關(guān).而求對(duì)一個(gè)物體的沖量一般指的是合外力沖量.2 動(dòng)量 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理
(1)動(dòng)量(運(yùn)動(dòng)量)
定義:p=mv有大小和方向,是矢量.單位:kg·m·s-1.(3—4)物理意義:描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.動(dòng)量變化:運(yùn)算應(yīng)用平行四邊形定則.如果運(yùn)動(dòng)變化在同一直線,那么選定一個(gè)正方向,動(dòng)量變化運(yùn)算便簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
(2)動(dòng)量定理
定理內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它動(dòng)量的變化量。由牛頓第二定律的定義式
可以證明,在合外力F是變力,物體作一般運(yùn)動(dòng)的情況下,有:
在坐標(biāo)軸方向的三個(gè)相應(yīng)的分量式是 質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理
設(shè)系統(tǒng)有m1和m2兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成,應(yīng)用動(dòng)量定理解題的步驟:
(1)選取研究對(duì)象;
(2)確定所研究的物理過程及初、末狀態(tài);(3)分析研究過程中物體的受力情況;
(4)根據(jù)動(dòng)量定理形式,規(guī)定正方向;
(5)解方程、統(tǒng)一單位、求解.(3-5)
3-6)
(