2. 动量PPT及专用教学设计内容

2019-09-11 09:59:58 | 30人阅读 | 0下载 | 1Y币

动量和动量定理教案

李均

【教学目标】

(一)知识与技能

1.理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力。

2.会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题。

(二)过程与方法

运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。

(三)情感、态度与价值观

通过运用所学知识推导新的规律,培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。

【教学重点】

理解动量定理的确切含义和表达式。

【教学难点】

会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题

【教学方法】

教师启发、引导,学生讨论、交流。

【教学用具】

粉笔,海绵,投影仪,多媒体辅助教学设备

【课时安排】

1 课时

【课型】

新授课

【教学过程】

(一)引入新课

小实验引入新课:

演示实验1:鸡蛋落地

师:同学们好,我们开始上课了哈,上课之前呢先问大家一个问题。。。。。。。。。。。。。。。。所以老师把剩下的两个鸡蛋拿来了,我们现在就用这两个鸡蛋来做一个简单的实验,这是一把尺子,现在老师拿起第一个鸡蛋,然后让鸡蛋从这么高的位置掉下去,请同学们猜测一下鸡蛋会怎么样?

生:鸡蛋会碎了

师:我们一起来看一下哈,我们发现鸡蛋碎了,鸡蛋的命运跟大家的命运一样是悲惨的,。那么现在我又拿起第二个鸡蛋,但是这回我在桌面上铺上一层海绵,然后让鸡蛋从相同高的位置掉下去,那么鸡蛋的结局又会怎样呢,我们一起来看一下。(做实验)我们发现这次鸡蛋安然无恙。那现在我就要问同学们了,为什么第二次鸡蛋会为什么会安然无恙,为什么同样的鸡蛋不同的命运呢?我们怎样正确的用物理知识来解释这个问题呢? 也许以大家现在的物理知识还不能准确的解释,但是大家可能会想到,这是因为海绵给了粉笔一个“缓冲”的作用。在日常生活中,也有不少这样的事例:比如说运动员跳远时要跳在沙坑里;跳高时要在下落处要放海绵垫子,激烈的拳击比赛中,运动运要带拳击手套等等,这样做的目的是为了什么呢?通过我们今天学习了“动量和动量定理”以后就能解释了。

通过第一节,我们探究了物体碰撞中的不变量,发现对于发生碰撞的两个物体来说,它们的质量和速度乘积的矢量和在前后是保持不变的。也就是说两个物体碰撞时,一个物体的mv减少了,另一个的mv一定增加,而且它的增加量与前一个物体的减少量相等。那么这就是说,mv应该是一个有特殊物理意义的物理量。这就让我们引入了一个新的概念——动量。

最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔,后来惠更斯和牛顿把笛卡尔的定义做了补充和修正,就这样,科学家们在追寻不变量的努力中,逐渐建立了动量的概念,发现了今天我们要学习的动量定理以及后面的动量守恒定律。

一.动量

定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的动量p,用公式表示为

p=mv

对于动量P=mV,大家是怎么理解的,或者说从动量的定义P=mV,我们可以知道动量的什么? 学生一:动量的单位是kg.m/s。

1单位:在国际单位制中,动量的单位是:千克·米/秒,符号是

kg·m/s ;

学生二:动量是有方向的,是矢量,其方向为速度的方向。

2动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的方向与该时刻速度的方向相同;

学生三:物体的质量乘以物体某一时刻的速度为物体某一时刻的动量,动量为状态量。

3动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量;

学生四:因为动量是矢量,动量的计算也应该遵循平行四边形法则。

4动量的计算也应该遵循平行四边形法则。

学生五:由于速度是相对的,与参考系的选择有关,所以动量也是相对的。

5.动量是相对的,与参考系的选择有关(举例) 例题1:一个质量为0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少?

通过该例题,总结:

1、动量的变化量等于该段运动过程(或时间间隔)末状态的动量p ' 跟初状态的动量p的矢量差,即p = p' - p

2.、动量变化的三种情况:

大小变化、方向改变或大小和方向都改变。

例一种动量变化,但动能没变,比较动量和动能的公式,值大小之与m和v有关。

动量与动能有什么区别?

动量

表达式

P=mv 矢量/标量

矢量

单位

kg·m/s (N·S)

kg·m2/s2

(J)

与速度变化的关系

若速度变化,则Δp一定不为零

若速度变化,ΔEk可能为零

动能

Ek= mv2/2

(推导过程)

标量

值关系

通过该题的解答,请同学们讨论,什么是产生动量变化的原因?

学生一:力,是力改变了物体的运动状态,进而改变了物体的动量。(描述例题1中动量变化的过程)

现在我们假象这样一个情景:假如一辆汽车在运动,如果我们要使运动的汽车停下来,使它的动量减为0,那么汽车停下来的这个过程,是不是应该需要一段时间,生活常识告诉我们,汽车是不可能在瞬间停下来的,它停下来的过程需要一段时间。并且如果我们使车停下来的这个力越大,需要的时间越长,则动量的的变化就越大。那么事实是不是这样的呢?下面我们一起来探讨。

水平面上有一物体,物体的质量为m,初速度为v,现在物体在合外力F(未知)的作用下,速度由v变为v’。

在合力F的作用下,物体将做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F=ma 由加速度的定义有:a=

在物理学中,把作用在物体上的力F和作用时间t的乘积叫做力的冲量。

二.冲量

1、定义:作用在物体上的力和作用时间的乘积,叫做该力对这个物体的冲量I,用公式表示为

I=Ft

2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号是N·s。1N.s=1Kg.m/s。

3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同

4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累效应

5、冲量与功有什么区别?

三.动量定理

1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,这就是动量定理。

2、表达式:Ft=mv/-mv 3、加深理解:

(1)物理研究方法:过程量可通过状态量的变化来反映;

(2)表明合外力的冲量是动量变化的原因;

(3)动量定理是矢量式,合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同:

合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致,但与初动量方向可相同,也可相反,甚至还可成角度. 4、动量定理的适用范围

(1)动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力,对于变力,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值;

(2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题,还可以解决曲线运动中的有关问题,将较难的计算问题转化为较易的计算问题;

(3)动量定理不仅适用于宏观低速物体,也适用于微观现象和变速运动问题。

动量定理的优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。

例题2:一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45m/s,设球棒与垒球的作用时间

为0.01s。求球棒对垒球的平均作用力。

四.动量定理解释生活现象

由Ft=ΔP可知

P一定,t短则F大,t长则F小;

t一定,F大则△P大,F小则△P小;

F一定,t长则△P大,t短则△P小。

(解释引入实验的现象)

五.思考与讨论

1、在足球场上,你常看到运动员用头去顶球的现象,试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头,他们会用头去顶吗?

2、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子以一定的速度敲钉子,钉子就很容易钻入木块,这是为什么?

3、生活中的应用

(1)包装用的泡沫材料(用电器,苹果) (2)安全措施(摩托车头盔里的衬垫,汽车的安全气囊的保护作用)

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