动量定理教学设计

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动量定理教学设计

一、教学目标：

（1）会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

（2）理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。

（3）能够应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题，在分析、解决问题的过程中培养交流、合作能力。

二、教学重点：

（1）利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。

（2）利用动量定理求解动量的变化和变力的冲量

三、教学难点：

动量定理的矢量性，也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”。尤其是方向的一致性，即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致。

四、教学方法

应用实验导入法，启发学生通过自己的思考和讨论来探究动量定理。

五、教学过程

情境导入：

鸡蛋从高处落到坚硬的桌面上会被打破。若在桌面上垫一块较厚的软垫，再将鸡蛋举到同一高度让它落到软垫上，鸡蛋不会被打破，为什么？同学们讨论一下原因。

解析：软垫延长了相互作用时间，减小了相互作用力。

回顾知识点：

1．动量

（1）定义：物理学中把物体的 质量 跟运动 速度 的乘积mv叫做动量。

（2）定义式：P= mv 。

（3）单位：在国际单位制中，动量的单位是 kgXXXXXm/s 。

（4）矢量：由于速度是矢量，质量为标量，所以动量是 矢量 ，它的方向与 相同。

2．冲量

（1）定义：物理学中把力与力的 作用时间 的乘积叫做力的冲量。

（2）公式：I= Ft 。

（3）矢量：冲量是 矢 量，它的方向跟 力 的方向相同。

（4）物理意义：冲量是反映力对 时间 累积效应的物理量，力越大，时间越长，冲量就越大。

3．动量定理

（1））内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合外力的冲量 。

（2）公式： I＝XXXXXp或Ft＝mvt mvo

（3）意义：冲量是物体动量变化的量度，合外力的 冲量 等于物体动量的变化量。

一、用动量定理解释现象

1、物体的动量的变化量一定，此时力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小.

例1、人从高处跳下，与地面接触时双腿弯曲，这样做是为了（ D ）

A、减少落地时的动量 B、减少动量的变化

C、减少冲量 D、减小地面对人的冲力（动量的变化率）

解析：人从高处跳下时，动量的变化量是相同的；通过膝盖弯曲时延长了人动量变化的时间；从而减小地面对人体的冲击力。

2、作用力一定，力的作用时间越长，动量变化就越大；力的作用时间越短，动量变化就越小.

例2、（多选）把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，解释这个现象的正确说法是（ BC ）

A、在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大

B、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大

C、在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大

D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大

解析：在缓缓拉动纸带时,两物体之间的作用力是静摩擦力;在迅速拉动纸带时,它们之间的作用力是滑动摩擦力。一般情况是缓拉,摩擦力小;快拉,摩擦力大。缓缓拉动纸带时,摩擦力虽小些,但作用时间可以很长,故重物获得的冲量,即动量的改变量可以很大,所以能把重物带动;快拉时,摩擦力虽大些,但作用时间很短,故冲量小,所以重物动量的改变量小。因此选项BC正确。

二、用动量定理解题

1.确定研究对象及研究过程；

2.规定正方向，明确始末状态的动量；

3.明确受力情况及各力的作用时间；

4.根据动量定理列方程求解；

例3、质量为50kg 的工人，身上系着长为5m的弹性安全带在高空作业，不慎掉下，若从弹性绳开始伸直到工人落到最低点经历的时间为0.5s，求弹性绳对工人的平均作用力.（g = 10m/s2)

分析：以工人为研究对象，其运动过程分两个阶段：在空中自由下落5m；弹性绳伸直后的运动，到达最低点，经历0.5s .

规定竖直向下为正方向， 由 vt2 = 2gh，v=10m/s

由I合=XXXXXp，(mg  T) t = 0  mv

代入数据，解得 T =1500N

小结：在题中涉及到的物理量主要是F、t、m、v 时，考虑用动量定理求解.

跟踪训练(多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身重力的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2 s,则被撞死的兔子的奔跑速度可能是(g取10 m/s2)( CD)

A.1 m/s B.1.5 m/s

C.2 m/s D.2.5 m/s

三、曲线运动中动量的变化和冲量

例4、质量为m 的物体作平抛运动，求抛出后第2个t 秒内物体动量的变化.

分析：由动量定理，

XXXXXp = I合= mg t ，方向竖直向下．

跟踪训练：在空间某一点以大小相同的速度分别自由下落、竖直上抛、平抛质量相等的小球，（若空气阻力不计,小球均未落地） 经过t秒： 则（ D ）

A．作上抛运动的小球动量变化最小 B．作平抛的小球动量变化最小

C．自由下落小球动量变化最小 D．三小球动量的变化量相等

例5、质量为m 的小球用长为L 的细线挂在O 点，将小球向右拉开，使细线与竖直方向成XXXXX角后无初速释放，已知小球运动到最低点所需的时间为t，求这个过程中重力和合力的冲量.



分析： IG= mg t ，方向竖直向下；

由动量定理， I合=XXXXXp = mv - 0

由动能定理得：mgL(1- cos XXXXX)=mv2/2

则 I合= m [ 2gL(1 - cos XXXXX)]1/2，方向水平向左.

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