动量定理教案_人教版动量定理教案

教案模板 时间:2020-02-27 15:40:34 收藏本文下载本文
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二、动量定理

教学目的:

1.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.2.能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量表达式.3.会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题.教学重点:

理解动量定理的确切含义和表达式 教学难点:

会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题 教学用具:

生鸡蛋、较厚的海绵垫、杯子、纸条、细线、金属小球、橡皮筋、多媒体等 教学过程

演示引入新课 【演示一】一个鸡蛋从一米高的地方落到厚的海绵垫上(提示学生注意观察),发现鸡蛋不会被打破.【演示二】用细线悬挂一个重物,把重物拿到一定高度,释放后重物下落可以把细线拉断,如果在细线上端拴一段皮筋,再从同样的高度释放,就不会断了。

【演示三】桌面上的一张纸条上压有一只茶杯,若缓慢拉动纸条,则茶杯会随纸条运动,若迅速拉动纸条,则纸条会从茶杯底下抽出来。

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等.这样做的目的是为了缓冲.而在某些情况下,我们又不希望缓冲,比如用铁锤钉钉子.为了解释这类现象,我们就来学习关于动量定理的知识.【板书】8.2、动量定理

进行新课

下面我们来研究一个具有一定动量的物体,在恒定的合外力 作用下,经过一段时间,它的动量变化跟所受合力的冲量有什么 联系。

【板书】

一、理论推导

推导的依据:牛顿第二定律和运动学的有关公式。

‘如图所示,质量为m的物体在力F的作用下,初动量为p=mv、末动量为p=mv’,经历的时间为t

v由加速度的定义式a'v, tmv'v, 由牛顿第二定律F=ma=

t可得Ft=mv’-mv,即Ft=p’-p 问:该式的左边Ft是什么量?右边p’一p是什么意义? 答:矢量,右边的p’一p表示的物体的动量变化,即△p,也是矢量。该式就是动量定理的数学表达式。还可写成:I=△p

【板书】

二、动量定理

1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量的变化,这个结论叫做动量定理。2.表达式:Ft=mv’-mv 3.说明:

a.动量定理中的Ft指的是合外力的冲量。(b.动量定理是一个矢量式。(合外力的冲量变化方向与物体的动量变化方向相同)c.动量定理描述的是一个因果过程。(牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果,而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果,动量定理抓住了物体在力的作用下的两个状态,不仅可以解决匀变速直线运动的问题,还可以解决曲线运动中的有关问题,将较难计算的问题转化为较易计算的问题)。

d.动量定理适用于恒力,也适用于变力。(动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力 对于变力情况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.在实际中我们常遇到变力作用的情况,比如用铁锤钉钉子,球拍击乒乓球等,钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,这时变力的作用效果可F以等效为某一个恒力的作用,则该恒力就叫变力的平均值)讨论:在动量变化量△p一定的情况下,F、t之间有什么关系?

结论:

1、动量变化量△p一定的情况下,F和t成反比。当△p一定时,作用时间越短,力F越大;

2、.要减小力F,可以使力的作用时间长。

【板书】

三、用定量定理解释现象

用动量定理解释现象可分为下列三种情况:

1.△p一定,t短则F大,t长则F小;

2.F一定,t短则△p小,t长则△p大; 3.t一定,F大则△p大,F小则△p小。

解释用铁锤钉钉子(铁锤受到钉子的作用,在很短时间内动量变为零。由动量定理知道,铁锤受到很大的作用力,同时钉子受到很大的反作用力,于是钉子被钉进去)、冲床冲压钢板(用冲床冲压钢板,冲头的动量在短时间内变小,钢板受到很大的作用力,于是钢板被冲断。)、跳远时要落入沙坑中等现象。在实际应用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力而被人们所利用,有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子.加强对周围事物的观察能力,勤于思考,一定会有收获。【板书】

四、动量定理应用

1.思考:如何用你所学的有关动量定理的知识解释试验一(二、三)的现象。

分析与结论:鸡蛋从某一高度下落,分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的,也即初动量相同,碰撞后速度均变为零,即末动量均为零,因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同.而两种情况下的相互作用时间不同,与石头碰时作用时间短,与海绵垫相碰时作用时间较长,由Ft=△p知,鸡蛋与石头相碰时作用大,会被打破,与海绵垫相碰时作用力较小,因而不会被打破.(二、三找学生进行分析)

2.例题、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,设球棒对垒球的平均作用力有多大?

【板书】

五、巩固练习

1、人从高处跳到低处,为了安全,一般都是让脚尖先到地,下面解释正确的是(C)A、减小冲量

B、使动量的增量变得更小

C、增长与地面的冲击时间,从而减小冲力 D、增大人对地面的压强,起到安全的作用

2、在任何相等的时间内,物体动量的变化总是相等的运动是(ACD)A、匀变速直线运动 B、匀速圆周运动 C、自由落体运动 D、平抛运动 补充:(找学生进行分析解释)

1、一个人慢行和跑步时,不小心与迎面的一棵树相撞,其感觉有什么不同?请解释。

2、一辆满载货物的卡车和一辆小轿车都从静止开始,哪辆车起动更快?为什么?

3、人下扶梯时往往一级一级往下走,而不是直接往下跳跃七、八级,这是为什么? 【板书】

六、小结

1、本节课我们用牛顿运动定律和运动学公式得到动量定理。

2、应用动量定理△p= Ft可以解释生活中的很多现象。

3、要注意用动量定理解题的方法和步骤。尤其要注意动量定理的矢量性。

作业

1、复习本节课文,预习下一节“动量守恒定律”。

2、把练习二的第(1)、(2)、(3)题做在练习本上。

教学说明

本节课的重点是动量定理的物理意义.动量定理是由牛顿第二定律导出的,学生对于这个推导过程是没有什么困难的.但是,有两点学生不容易理解:

1、动量定理与牛顿第二定律的区别何在?

2、有了牛顿第二定律为什么还要动量定理了应该使学生明确,牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果,而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果,在推导过程中出现的F和t“融为”一体,这就是冲量.恒力作用有冲量,变力作用也有冲量.只要物体受到的冲量相同,而无论力大还是力小,其动量变化就一定相同。这样,即使在作用力比较复杂的情况下,牛顿第二定律难以应用时,动量定理却完全可以应用。

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