《2022年西北师大附中高一物理奥赛教案冲量和动量》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年西北师大附中高一物理奥赛教案冲量和动量(7页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、学习必备欢迎下载摘要本章主要研究运用动量定理和动量守恒定律解决打击、碰撞、爆炸、反冲问题。本章主要研究三个问题:(1)什么是冲量和动量; (2)动量和冲量之间的关系可用动量定理来表示; (3)在两个物体构成的系统中,如果满足系统所受合外力为零或者内力远远大于外力的条件,那么系统中的两个物体相互作用前后,系统的总动量将保持不变。课题第八章动量第一节冲量和动量教学目标知识目标:1理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是矢量;2理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是矢量;3知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量变化。能力目标:1会计算力的冲量和物体的动量;2会计算一维情况下动量的变化。德
2、育目标:培养学生的创新思维能力,建立正确的认识论和方法论。课型新授课课时2 课时重点1冲量和动量的概念;2冲量和动量的正确计算。难点1对冲量和动量概念的理解;2动量变化的计算。教学方法1通过举例、推导、归纳,讲解得到冲量和动量的概念。2通过例题的分析,使学生学会求解物体动量的变化。教具教学过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页学习必备欢迎下载本节主要学习动量和冲量的概念以及正确计算一维动量的变化。动量的变化等于末状态的动量减去初状态的动量,动量的运算遵守平行四边形法则;如果物体的动量方向在同一条直线上,那么在选定一个
3、正方向后,动量的运算就可简化为代数运算。通过本节的教学,使学生比较熟练地掌握一维动量变化的计算。通过本节课的教学,要使学生比较熟练地掌握一维动量变化的计算方法。引言你知道解决动力学问题的规律有哪些?分别是什么?牛顿定律结合运动学公式;动能定理;机械能守恒定律;能量守恒定律。打击问题、碰撞问题和爆炸问题我们该怎么解决呢?学习了第八章:动量大家就会处理了。今天我们先学习第一节:冲量和动量。新课教学:学生活动:传球与接球,请大家感受手的受力情况。学生谈感受: 手与球作用时间长,作用力较小; 手与球作用时间短,作用力较大。提出问题 :同一个篮球为什么手和球作用的时间越长,作用力越小,手和球作用的时间越
4、短,作用力越大呢?问题探究:假设一个质量为m 的物体静止在光滑的水平面上,给物体作用水平力F 后,物体开始运动,若要使物体获得速度v,则所需要的时间t 是多少呢?解析: 根据牛顿第二定律,得mFa;经时间t,据 v=at 得,物体获得的速度tmFatv,vmvtaF。拓展分析,把vmvtaF,整理可得Ft=mv,由此我们得到:对于一个原来静止的物体( v0=0,m 一定),要使它获得某一速度,你可采用哪些方法?可以用较大的力作用较短的时间;可以用较小的力作用较长的时间。只要力和力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页学习
5、必备欢迎下载作用时间相同,这个物体所获得的速度一定相同。也就是说:对一定质量的物体,力所产生的改变物体速度的效果,是由Ft 这个物理量决定的,那么Ft 这个物理量叫什么?它有什么特点呢?mv 这个物理量叫什么?它有什么特点?一、冲量1概念:力F 和力的作用时间t 的乘积 Ft,叫做力的冲量。2定义式: I=Ft 3冲量的国际单位是:牛秒(N s) 4矢量性:冲量是矢量,它的方向是由力的方向决定的,如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向就跟力的方向相同。5冲量是过程量,表示力在时间上的积累效应。巩固训练:(1)用手推墙没推动,手的推力产生冲量了吗?(2)如果力 F 在 t 秒内水平向右,t 秒
6、后 F大小不变,方向变为水平向左,作用时间为 2t 秒,则力 F 在 3t 秒内的冲量如何计算?总结:(1)冲量就是力和力的作用时间的乘积;(2)冲量这个物理量是矢量,冲量运算符合矢量运算法则,只有当力F 的方向一定时,才能说力F 的冲量与力的方向相同;(3)计算冲量时,一定要明确是哪个力在哪一段时间内产生的冲量。二、动量从公式mvFt,还可以看出:原来静止的质量m不同的物体,在相同的冲量作用下,虽然得到的速度v不同,但它们的质量和速度的乘积mv却是相同的,都等于它们受到的冲量。在物理学中我们把物体的质量和速度的乘积叫做动量。1概念:运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量。精选学习资料 -
7、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页学习必备欢迎下载2定义式:mvp3单位:国际单位制中动量的单位是,千克米/秒( kgm/s)4矢量性:动量是矢量,方向和速度方向相同,动量的运算服从矢量运算法则,要按照平行四边形定则进行。5动量是状态量。 描述物体处于某一运动状态时的物理量,当运动状态一定时,物体的动量也就确定了,所以动量是一个状态量。动量的大小与参考系的选择有关,所以,动量具有相对性。思考:物体动量的变化,包括几种情况,举例说明。学生讨论回答后,教师总结:由于动量是矢量,所以只要物体的速度大小或方向发生变化,动量就一定发生变化。例如
8、做匀速直线运动的物体其动量是恒量,而做匀速圆周运动的物体,由于速度方向不断在改变,即使其动量大小不变,但因其方向不断改变,所以其动量也在不断的变化。过渡引言:如果一个物体的动量发生了变化,那么动量的变化量如何求解呢?三、1定义:在某个过程中,物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化量。2定义式:2121pppmvmv3矢量性:矢量,方向由末动量和初动量的矢量差决定。例 1:一个质量是0.2kg 的钢球,以2m/s 的速度水平向右运动,碰到一块钢板后被以 2 m/s 的水平速度反向弹回,求钢球动量的变化量是多少?解析: 取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的动量为:110.22/0.4/p
9、mvkg mskg ms碰撞后钢球的动量为:220.22/0.4/pmvkg mskg ms碰撞前后钢球动量的变化为:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页学习必备欢迎下载210.4/0.4/0.8/pmvmvkg mskg mskg ms“负号”表示动量变化的方向向左。例 2: 一个质量是0.2kg 的钢球,以 2m/s的速度斜射到钢板上, 入射的角度是45,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45,速度大小仍为m/s,求钢球动量的变化量?解析: 根据平行四边形定则,以2p和1p为邻边做平行四边形,则p 就等于对角线的长度
10、,对角线的指向就表示p 的方向。p=222221()0.40.4 kg m/s0.4 2kg m/s,pp方向竖直向上。动量是矢量, 求动量的变化量要用平行四边形定则;在一维情况下可首先规定一个正方向,这时求动量变化量就可简化为代数运算。课堂小结:1在物理学中,冲量是反映力的时间积累效果的物理量;力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量,冲量是矢量。2物体的质量和速度的乘积叫动量,动量是一个状态量,动量是矢量,动量的运算服从矢量运算规则平行四边形定则。如果物体的运动在同一条直线上,那么在选定一个正方向后,动量的运算就可以简化为代数运算。3动量变化量 p 也是一个矢量,它的方向可以跟初动量的方向相同,
11、也可以跟初动量的方向相反,也可能跟初动量的方向成某一角度。巩固练习:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页学习必备欢迎下载1对于力的冲量的说法,正确的是(B )A力越大,力的冲量就越大;B作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大;CF1与其作用时间t1的乘积 F1t1的大小,等于F2与其作用时间t2的乘积 F2t2的大小,则这两个冲量相同;D静置于水平地面上的桌子受到水平推力F 的作用,经时间t 始终处于静止状态,则此推力的冲量为零。2质量 m 为 3kg 的小球,以2m/s 的速率绕其圆心O 做匀速圆周运动,小球从A 转
12、到 B 的过程中动量的变化为多少?从A 转到 C 的过程中,动量变化又为多少?解析: 小球从 A转到 B过程中,动量变化的大小为26kgm/s,方向为向下偏左45,如图所示。小球从A 转到 C,规定向左为正方向, 则 p=12kgm/s,方向水平向左3从 A 点以某一速度竖直向上抛出小球,球从抛出点A 上升到最高点O,又从O 返回 A 点的过程中空气阻力的大小不变,则上升与下降过程中,关于冲量与做功的说法中正确的是(BC A上升与下降过程摩擦力的冲量相同;B上升过程重力的冲量小于下降过程;C上升与下降过程摩擦力做功相同;D上升与下降过程重力做功相同。4 自由下落的物体, 在下落过程的任何相等的
13、时间间隔内相等的物理量是(AC) 。A物体受到的冲量;B重力对物体做的功;C物体速度的增量;D重力对物体做功的平均功率。5两个具有相等动量的物体,质量分别为m1和 m2,且 m1m2,则(A Am2动能较大;Bm1的动能较大;C动能相等;D无法判断。6 质量为 m 千克的物体自离地面高H 米处做自由落体运动,取地面为参考平面,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页学习必备欢迎下载求物体下落n 秒后的动量变化和受到的冲量。解析:物体下落n 秒后,速度由v=0 变为 v=ng。动量变化为:p=mv mv=mgn(kg m/s)物体在n 秒内受到重力mg 的作用,作用时间为nFt=mgn(N s)布置作业:教学后记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页