动量与冲量计算.doc

陈鹏光教案一、冲量和动量教材：全日制高级中学物理试验修订本第七章第一节教学目标知识目标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，知道冲量是标量。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。德育目标培养学生的创造思维能力，建立正确的认识论的方法论。教学重点1、冲量和动量的概念；2、冲量和动量的正确计算。教学难点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，讲解综合教法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。教学用具投影片课时安排1课时教学步骤导入新课前面几章我们主要应用牛顿运动定律研究了物体的运动，但对于有些物体的运用直接应用牛顿运动定律就发生了困难。（请同学们观看录像片资料中的碰撞、爆炸、打击、反冲等问题）同学们分析一下这几类问题有什么共同特点？学生回答后教师小结：同学们回答得很好。这几类问题中物体间作用时间都很短，作用力很大，而且作用力随时间都在不断地变化，并用变化规律很难确定。因些直接应用牛顿运动定律就发生了困难。物理学家在研究这些问题时，引入了动量的概念研究了与动量有关的规律，确立了动量守恒定律。就用有关动量的知识，这些问题就容易解决了。这一节课我们就来学习第一节冲量和动量。（出示课题）新课教学（一）冲量1、用多媒体出示下列问题： 一个静止的质量m=2kg的物体受到F=10N的水平恒力作用，问：1、 经过时间t=4s物体的速度v变为多大？（v=20m/s）2、 如果要使此物体的速度从静止开始在t=1s的时间内速度达到v , 则应将作用力变为多大？(F=40N)学生给出答案后，询问解题方法。解：物体在力F的作用下得到的加速度为a=；经时间t，据v=at=t。3、拓展分析把v=t。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），要使它获得一定的速度，你可采用哪些方法？学生答：a、可以用较大的力作用较短的时间；b、可以用较小的力作用较长的时间。教师：对于一个原来静止的物体，只要作用力F和作用时间t和乘积Ft相同，这个物体就获得相同的速度。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？4、 冲量（1）冲量的定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量，通常用符号I表示冲量。（2）定义式：I=Ft（3）单位：冲量的国际单位是牛秒（Ns）（4）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。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。学习过动量定理后，自然也就会明白了。5、冲量的计算：冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的累积的物理量，因此，力对物体有冲量作用必须具备力F和该力作用下的时间t两个条件。换句话说：只要有力并有作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用，可见，冲量是个过程量。6、巩固训练：以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。关于物体受到的冲量，以下说法正确的是： （ ）A、物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向相反；B、物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反；C、物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量；D、物体从抛出到返回抛出点，所受各力冲量的总和方向向下。学生思考后让一位同学作答并说明各选项正误的理由。小结：冲量和力的作用过程有关，冲量是由力的作用过程确定的过程量。接下来，再请同学们思考下列问题：（出示思考题）（思考1）足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？如果飞过来的是铅球呢？为什么？学生回答后小结：运动物体的作用效果与物体的质量有关。（思考2）别人很慢地朝你投来一颗质量为20g的子弹来你敢不敢用手去接？如果子弹从枪里面发出来呢？ 学生回答后小结：运动物体的作用效果还与物体的速度有关。 归纳：运动物体的作用效果，由物体的质量和速度共同决定。（二）动量1.定义：质量m和速度v的乘积mv动量通常用字母P表示。2.公式：p=mv3.单位:千克米/秒（kgm/s)，1Nm=1kgm/s2m=1kgm/s4.动量也是矢量：动量的方向与速度方向相同。4、知识巩固训练二1）、试证明冲量的单位Ns和动量的单位kgm/s是相同的。2）我们说物体的动量在变化，包括几种情况，举例说明。5、学生讨论回答后，教师总结：1）动量和冲量的单位是相同的，即：1牛秒=1千克米/秒。 2）由于动量是矢量，所以只要物体的速度大小和方向发生变化，动量就一定发生变化。例如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，所以其动量是一变量。过渡引言：如果一个物体的动量发生了变化，那么它的动量变化量如何求解？（三）动量的变化1、教师介绍：所谓动量变化就是在某过程中的末动量与初动量的矢量差。即P=P-P。2、出示下列例题：例1：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？例2：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，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2m/s，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？vvvv45453、思考下列问题：1）动量是矢量，其运算遵循什么规律？2）上边两题中，有什么主要区别？4、学生讨论后，写出解题过程，并在实物投影仪上展示正确的解题过程。例1：解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v=2m/s，碰撞前钢球的动量为P=mv=0.22kgm/s=0.4kgm/s。碰撞后钢球的速度为v=0.2m/s，碰撞后钢球的动量为p=m v=-0.22kgm/s=-0.4kgm/s。p= p-P=-0.4kgm/s-0.4kgm/s=-0.8kgm/s，且动量变化的方向向左。例2：解：碰撞前后钢球不在同一直线运动，据平行四边形定则，以p和P为邻边做平行四边形，则p就等于对解线的长度，对角线的指向就表示的方向：pp-p4545方向竖直向上。教师总结：动量是矢量，求其变化量可以用平行四边形定则：在一维情况下可首先规定一个正方向，这时求动量的变化就可以简化为代数运算了。巩固训练质量为3kg的小球，以2m/s的速率绕其圆心做匀速圆周运动，小球从A转到B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？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。动量的运动