動量和動量定理講解學習

§2動量(dòngliàng)和動量(dòngliàng)定理第一頁，共28頁。1.理解動量的概念，知道動量和動量變化均為矢量；會計算一維情況下的動量變化。2.理解沖量的概念，知道沖量是矢量，掌握沖量與動量變化的關系。3.理解動量定理的確切(quèqiè)含義，掌握其表達式。4.能運用動量定理解釋有關現(xiàn)象和解決實際問題。學習目標第二頁，共28頁。雞蛋在同學們生活中是常見的，印象中又是很容易破碎的。本節(jié)課首先通過一個“瓦碎蛋全”的實驗導入新課。這是同學們魔術(shù)或者雜技中常見的很感難以置信的游戲，很能引起學生的好奇心，激發(fā)出學生探究的熱情。在講解動量定理時，再次通過跳遠、跳高、鐵錘釘釘子等生活中常見的現(xiàn)象提出問題，導入新課，使學生體會到物理在生活中是無處不在的，一些司空見慣的現(xiàn)象通過物理有了明確的認識，從而激發(fā)學生學習物理的興趣。矢量，同學們都比較熟悉了，但矢量的變化量的計算掌握的還不太好。新課講授圍繞本節(jié)的重點：動量、動量的變化量、沖量等概念的理解、方向(fāngxiàng)及大小的計算，對動量定理的理解和應用展開。例題設計主要是針對：1.動量、動量變化量、沖量、動量定理等概念的理解;2.動量的變化量、沖量大小的計算和方向(fāngxiàng)的判斷;3.運用動量定理解題的思路和規(guī)范的解題步驟；4.運用動量定理求解變力問題和多過程問題；5.運用動量定理解釋常見現(xiàn)象等。設計思路第三頁，共28頁。新課導入第四頁，共28頁。在上節(jié)課探究的問題，對于發(fā)生碰撞的兩個物體，在碰撞前后(qiánhòu)物體的什么量可能保持不變?兩物體的質(zhì)量和速度的乘積m?在碰撞前后可能保持不變，這讓人們認識到m?這個物理量具有特別的意義。物理學中把它定義為動量(dòngliàng)，用字母p表示，p=m?。復習(fùxí)回顧第五頁，共28頁。笛卡兒：最先提出動量具有守恒性思想，把運動(yùndòng)物體的質(zhì)量和速率的乘積叫做動量，忽略了動量的方向性。有關(yǒuguān)動量的發(fā)展史牛頓：把笛卡兒的定義做了修改(xiūgǎi)，明確的用物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量，更清楚的表示動量的守恒性和方向性?；莞梗好鞔_提出動量的守恒性和方向性。第六頁，共28頁。在物理學中，把物體的質(zhì)量m和速度(sùdù)?的乘積叫做物體的動量p，用公式表示為在國際單位制中，動量(dòngliàng)的單位是千克米每秒，符號是kg?m/s是狀態(tài)量，與某一時刻(shíkè)相對應一、動量1.定義：p=m?2.單位：3.對動量的理解(2)瞬時性:(1)矢量性:方向由速度方向決定，與該時刻的速度方向相同(3)相對性:物體的動量與參考系的選擇有關，中學階段常以地球為參考系新課講授第七頁，共28頁。p′pΔp①動量的變化等于末狀態(tài)(zhuàngtài)動量減初狀態(tài)(zhuàngtài)的動量，其方向與Δ?的方向相同：（在同一直線上的問題采用代數(shù)運算）5.動量(dòngliàng)的變化（Δp）定義：物體的末動量與初動量的矢量差叫做(jiàozuò)物體動量的變化(2)表達式：

Δp=mΔ?②動量的變化也叫動量的增量或動量的改變量。不在同一條直線上的動量變化的運算，遵循平行四邊形定則第八頁，共28頁。試討論以下幾種(jǐzhǒnɡ)運動的動量變化情況物體(wùtǐ)做勻速直線運動物體(wùtǐ)做自由落體運動物體做平拋運動物體做勻速圓周運動動量大小、方向均不變動量方向不變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小不變？思考與討論第九頁，共28頁。動量(DòNGLIàNG)和動能1.動量和動能都是描述(miáoshù)物體運動過程中的某一狀態(tài)。2.動量(dòngliàng)是矢量，動能是標量。動量發(fā)生變化時，動能不一定發(fā)生變化，動能發(fā)生變化時，動量一定發(fā)生變化。3.動量與動能的定量關系動量發(fā)生變化速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動能改變動能改變動能不變拓展第十頁，共28頁。例1一個質(zhì)量m=0.1kg的鋼球，以?=6m/s的速度水平(shuǐpíng)向右運動，碰到一個堅硬物后被彈回，沿著同一直線以?'=6m/s的速度水平(shuǐpíng)向左運動，如圖所示。碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？典例探究第十一頁，共28頁。在日常生活中，有不少這樣的事例：跳遠時要跳在沙坑里；跳高時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(mǎtou)上都裝有橡皮輪胎……而在某些情況下，我們又不希望緩沖(huǎnchōng)，比如用鐵錘釘釘子，這是為什么呢？這樣做的目的是為了(wèile)緩沖？思考與交流第十二頁，共28頁。分析由牛頓(niúdùn)第二定律有：F=ma加速度：整理(zhěnglǐ)得：Ft=m??–m?0二、動量定理(DòNɡLIàNɡDìNɡLǐ)即：F作用了時間tF??F?0第十三頁，共28頁。沖量定義：在物理學中，把力與力的作用時間(shíjiān)的乘積叫做力的沖量。2.公式(gōngshì)：I=Ft單位，在國際單位制中時?！っ耄∟·s）(1)沖量(chōngliàng)是矢量，作用力的方向不變時其方向與力的方向相同。(2)沖量是過程量，是力對時間的積累效應。(3)沖量和功不同，恒力在一段時間內(nèi)可能不做功，但一定有

沖量。(4)沖量的計算要明確求哪個力的沖量，還是物體的合外力的

沖量。I=Ft

只能求恒力的沖量。第十四頁，共28頁。例2把一個(yīɡè)質(zhì)量m=2kg的小球沿水平方向拋出，不計空氣阻力，經(jīng)t=5s，求小球受到的重力的沖量I。(取g=10m/s2)例3如圖所示，物體靜止在水平地面上，先用水平恒力F1拉物體，然后用水平恒力F2拉物體，這兩個力作用的時間分別為t1和t2，求物體受F1、F2作用的合沖量。F1F2I=mgt=100N·s，方向豎直(shùzhí)向下I合=F1t1+F2t2典例探究第十五頁，共28頁。物體在一個過程(guòchéng)始末的動量變化等于它在這個過程(guòchéng)中所受力的沖量。動量定理(DòNɡLIàNɡDìNɡLǐ)Δp=Ft第十六頁，共28頁。對動量定理(dònɡliànɡdìnɡlǐ)的理解動量的變化率：動量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時間的比值。由動量定理，得

，可見，動量的變化率等于物體所受的合力。當動量變化較快時，物體所受合力較大，反之較??；當動量均勻變化時，物體所受合力為恒力。第十七頁，共28頁。在實際中我們常遇到變力作用的情況，比如(bǐrú)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，這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用，則該恒力就叫變力的平均值。3.動量定理的適用范圍:動量定理不但(bùdàn)適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力。對于變力，動量定理中的F應理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。動量定理的優(yōu)點：不考慮中間過程(guòchéng)，只考慮初末狀態(tài)。第十八頁，共28頁。雞蛋從高處(ɡāochǔ)下落是否會被打破？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，也即初動量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末動量均為零，因而在相互作用過程中雞蛋的動量變化量相同。而兩種情況(qíngkuàng)下的相互作用時間不同，與石頭碰時作用時間短，與海綿墊相碰時作用時間較長，由Ft=Δp知，雞蛋與石頭相碰時作用大，會被打破，與海綿墊相碰時作用力較小，因而不會被打破。海綿石頭？想一想第十九頁，共28頁。例4一個質(zhì)量(zhìliàng)m=0.18kg的壘球，以?0=25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小變?yōu)?=45m/s。設球棒與壘球的作用時間t=0.01s，求球棒對壘球的平均作用力。典例探究第二十頁，共28頁。運用動量定理解題(jiětí)的一般步驟1.確定研究對象：一般(yībān)為單個物體；2.明確(míngquè)物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；3.明確研究對象的初末狀態(tài)及相應的動量；4.選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；5.根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。第二十一頁，共28頁。為什么我們通常用鐵錘釘釘子，而跳遠(tiàoyuǎn)時卻要跳入沙坑中？對于釘釘子：縮短作用時間，增大作用力。對于跳沙坑(shākēnɡ)：延長作用時間，減小作用力。？想一想第二十二頁，共28頁。相關(xiāngguān)物理現(xiàn)象瓷器包裝水果套袋高空蹦極第二十三頁，共28頁。一、動量1.質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的動量2.公式：p=m?3.動量是矢量，方向與速度方向一致二、沖量1.定義：力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量。2.公式：I=Ft3.沖量是矢量，方向與作用力方向一致三、動量定理1.定義：物體在一個過程始末(shǐmò)的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量。2.表達式：Ft=p'－p課堂總結(jié)第二十四頁，共28頁。1.關于動量的變化，下列說法正確的是（）A.在直線運動(yùndòng)中，物體的速度增大時，動量的增量Δp的方向和運動(yùndòng)方向相同B.在直線運動(yùndòng)中，物體的速度減小時，動量的增量Δp的方向和運動(yùndòng)方向相反C.物體的速度大小不變時，動量的增量Δp為零D.物體做曲線運動(yùndòng)時，動量的增量Δp一定不為零ABD課堂測試A+第二十五頁，共28頁。2.關于沖量，下列說法正確的是（）A.沖量是物體動量變化的原因B.作用在靜止(jìngzhǐ)的物體上的力的沖量一定為零C.動量越大的物體受到的沖量越大D.沖量的方向就是物體受力的方向A第二十六頁，共28頁。3.把重物壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙帶，重物跟著物體一起運動，若迅速拉動紙帶，紙帶將會從重物下抽出，解釋這一現(xiàn)象的正確說法是()A.在