动量定理教案

1、第二节 动量定理教学目标1能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式；2理解动量定理的确切含义和表达式；3知道动量定理适用于变力；4会用动量定理解释现象和处理有关的问题教学重点1动量定理的推导；2利用动量定理解释有关现象教学难点如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化；如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题教学方法1. 通过演示实验，引入课题，激发学生的学习兴趣;2. 通过对例题的分析和讲解，得到动量定理解题的方法和步骤3. 运用动量定理解释现象和处理有关问题，培养学生理论联系实际的能力.教学用具粉笔一根，泡沫塑料垫（1 块） ，投影片，录像资料教学过程一、导入新

2、课1演示：在地板上放一块泡沫塑料垫，尽可能把粉笔举得高高的，然后放开手，让粉笔落到泡沫塑料垫上.首先让学生猜想可能出现的现象.（大部分认为一定会摔碎）实际操作：观察到粉笔并没被摔碎.2.引入：粉笔从一米多高的地方落到泡沫垫上，粉笔却没有摔碎，为什么呢？本节课我们就来学习这方面的知识.二、新课教学（一）动量定理1 .用投影片出示下列问题：一个质量为m的物体，初速度为v,在合力F的作用下，经过一 段时间t,速度变为v',求：物体的初动量p和末动量p'分别为多少驾二F物体的加速度a=?） 7/ /，/据牛顿第二定律F=ma可推导得到一个什么表达式？2 .学生思考并解答上述问题3 .抽

3、查并在实物投影仪上展示：初动量为 p=mv,末动量为 p' =mv物体的加速度a tF mav v F m v-va tt教师：我们把上述表达式整理后得到：Ft=mv' - mv.学生叙述：在这个表达式中，各个物理量分别是什么？学生答：等号左边表示合力的冲量，等号右边是物体动量的变化量4教师总结物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，这个结论叫做动量定理表达式为： Ft=mv' -mv.5教师讲解，并用多媒体逐步展示对于动量定理及其表达式的理解应注意的几点：动量定理中的Ft 指的是合外力的冲量问：合外力的冲量应如何求解？学生： 在所研究的物理现象中，如果作用在物体上的各个

4、外力的作用时间相同，求合外力的冲量可先求所有力的合外力，再乘以时间，也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的合冲量如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同，就只能先求每个外力在相应时间内的冲量，然后再求出所受外力冲量的矢量和公式中 p指的是动量的变化，不能理解为动量，它的方向与动量方向可以相同，也可以相反，甚至可以和动量方向成任意角度，但 p一定跟合外力冲量I合方向相同；动量定理描述的是一个过程，它表明物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果.动量定理Ft=p' -p是一个矢量式，运算应遵循平行四边形定 则.若公式中各

5、量均在一条直线上，可规定某一方向为正，根据已知 各量的方向确定它们的正负，从而把矢量运算简化为代数运算.动量定理公式中的p' -p或mv' -mv是研究对象的动量的改变 量，公式中的“-”号是运算符号，与正方向的选取无关.动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相 同，方向一致，单位等效.但不能认为合外力的冲量就是动量的增 量.物体动量变化的大小和方向决定于合外力冲量的大小和方向。动量定理既适用于恒力，也适用于变力.对于变力的情况，动 量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.F二',即物体所受的合外力等于物体动量的变化率。物体动量 t变化的快慢决定于物体

6、所受的合外力， 合外力大的物体，动量变化的 快；合外力小的物体，动量变化的慢。（二）动量定理的应用1 .用投影片出示例题1:一个质量为0.18kg的垒球，以25 m/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 45 m/s,设球棒与垒球的 作用时间为0.01 s,求球棒对垒球的平均作用力有多大？2 .出示分析思考题：你准备选哪个物体作为研究对象？在题述过程中研究对象受到哪些力的作用？合力的作用时间 多长？物体初动量和末动量各是多大?选定哪个方向为正方向？本题中的力是恒力还是变力？能用动量定理求解吗？3 .学生回答完上述问题后，安排一定的时间阅读课本的分析和 解题过程.4

7、.学生总结运用动量定理解题的步骤：确定研究对象；对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间；找出物体的初末状态并确定相应的动量；如果初、末动量在同一直线上，则选定正方向，并给每个力的 冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向；如果初、 末动量不在同一直线上，则用平行四边形定则求解；根据动量定理列方程求解.(三)用动量定理解释现象1 .讨论：在动量变化量4 p一定的情况下，F和t之间有什么关 系？学生：F和t成反比.(A p=Ft)教师：据上述关系，我们得到：在Ap 一定时，要增大力F,可缩短作用时间；要减小力 F,可 以使力的作用时间延长.2 .解释导语中的现象粉笔掉到泡沫塑料垫

8、上，延长了作用时间故作用力减小，所以粉笔没被摔碎.3 .演示课本绪言中的“瓦碎蛋全”.装置：在桌面上放一块软垫（要均匀且无破损之处），取一本 硬封面的书，用四颗鸡蛋放在靠近书本的四角处，把书支起来，在书 本中部整齐地放三块砖，注意不要倾斜，在砖上放一块瓦片，用铁锤 迅速地用力一击，并及时地将锤提起.观察现象.学生描述看到的现象：瓦被击碎，而鸡蛋完好无损.学生从 p=Ft的角度进行解释.4 .用多媒体展示下列过程：用铁锤钉钉子，在铁锤的敲打下，钉子被钉进去；工厂里，工人用冲床冲压钢板；轮船的码头上装有橡皮轮胎，轮船正准备停靠码头的过程；搬运玻璃等易碎品时，箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等；跳远运

9、动员跳在沙坑里；篮球运动员接迎面飞来的篮球，手接触到球以后，两臂随球后 引至胸前把球接住.5 .学生依次讨论解释上述过程中为什么要这样做.6 .教师总结：在生活中，我们要得到很大的作用力，就要缩短 力的作用时间；而有时需要延长力的作用时间来减小力的作用.三、巩固练习1.如图所示，用0. 5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为 4m/s,打击后铁锤的速度为0,设打击时间为0.01 s. （g取10m/s2）不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大?考虑铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力 又是多大？你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用 力时，在什么情况下可以不计铁锤的重量？2 .一个质量为1

10、kg的物体，从20m的高处以速度V0=10m/s水平抛出，求：从抛出到落地前一瞬间物体动量的变化.物体抛出时受到的冲量.（空气阻力不计，g取10m/s2）说明：通过以上二个巩固练习，要提醒学生注意：a.当作用时间tw0.01s,可不计重力.b.当直接用F t求冲量和用mv' -mv求动量变化困难时，可根 据动量定理，通过求 p达到求Ft的目的（如匀速圆周运动向心力的 冲量），同样也可通过求Ft达到求Ap的目的（如平抛运动物体动量 的变化量）.四、小结1 .本节课我们学习了动量定理，可得到冲量的求解方法：对于大小、方向都不变的恒力，它们的冲量可用 I=Ft计算.对于变力，既可用I = Ft求出，也可通过I=Ap,间接求出.2 .动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的，如涉及到力与作用时间的问题应优先选用动量定理解题.3 .要注意用动量定理解题的方法和步骤.五、板书设计冲量是物体动量变1.内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的变化化的原因动量定理是解决力学问题的重要定理F物体所受的合力m 物体的质量2.表达式：Ft mv mv动量定理v物体的末速度v物体的初速度t作用时间物体动量变