动量定理
教学目标:
1、 明确动量、冲量的概念
2、 掌握动量定理并能进行相应的计算
3、 能运用动量定理解释相关生活现象
教学重点
教学重难点:
1、 动量、冲量的理解。
2、 从特殊的恒力到变力情况动量定理的推导
教学过程
情景导入:
大家都有见过玩具汽车(四驱车)
问1:如果有一辆玩具小汽车高速撞向你,你会害怕吗?
问2:可如果换成一辆普通的汽车呢?
总结性问题:为什么?
⏹ 普通汽车质量大得多,撞击的效果强得多。
过渡:那是不是质量小的物体,撞击的效果都微不足道呢?
⏹ 一颗小小的子弹,从枪膛里 射出,打到身上,造成的损害效果也是致命的。
总结:实际上,运动物体的撞击效果,是通过力来实现的。
问3:那为什么普通汽车的撞击力会比玩具车大得多?
——质量大
那又为什么子弹的撞击力足以对人体造成致命伤害呢?
——速度大。
总结性问题:那运动物体的速度、质量和撞击力之间,存在什么样的关系呢?
我们用一道例题,来体验一下。
一、开门见山,动量定理。
例一:有一个质量为m的物块,初速度为v0,施加水平衡力F后,物体做匀减速运动,经过t时间速度减小为vt,水平面光滑,求恒力F的大小。
(得动量定理的表达式) Ft=mvt-mv0=mΔv
讲解:
在实际情况中,F即是物体所受的合外力,用以改变物体的运动状态。
由此可见,合外力F与物体的质量m、速度变化量Δv、外力作用的时间t都有关系。
问4:现在大家可以根据这个式子,解释之前的两个例子了吗?
——撞击时,在一定的时间内,人体和运动物体发生力的相互作用使得其速度发生变化。
(定性解释,不必细讲)
总结:这个式子,就是我们这节课要学习的重点内容。
二、动量的概念及理解。
师:由此可见,描述一个物体运动的强弱 ,不仅需要速度v,还涉及到其本身的质量m ,故在物理学中,我们就引入动量这个概念,来量度运动的强弱。
即:P=mv
师:mv0为初动量、mvt为末动量。
问5:根据这个表达式,可以得到关于动量的什么信息呢?
1、状态参量(描述运动物体的某个状态,对应瞬时速度、时刻、位置)
2、矢量(与瞬时速度同向)
3、动量之间的运算遵循平行四边形定则
4、单位:kg m/s
例题加深动量的理解:
例二:
光滑水平面上有个质量m=0.1的小球,以6m/s的初速度向右运动
Q1:做什么运动?
Q2:小球的动量P0为多少?(大小、方向、用由向线段表示)
运动过程中,碰到了一个障碍物后仍以原来大小的速度往回运动。
Q3:此时的速度v’应表示为?
Q4:此时动量P’为多少?(大小、方向、由向线段表示、颜色区别于P0)
Q5:碰撞前后,动量的变化量ΔP为多少?(由向线段)
Q6:动量的变化量ΔP和速度的变化量ΔV有什么关系?
问6:区别与动量,你怎么理解动量的变化量呢?
1、过程量
2、矢量
3、ΔP=mΔV
三、冲量的概念及理解。
过渡:物体的运动状态发生了变化,我们就说物体的动量发生了变化。
问7:那是什么引起了动量的变化呢?
——力F
问8:那动量变化的多少除了跟力有关,还跟什么因素有关呢?
——时间t
师:在物理学中,为了描述动量变化的原因,我们就引入冲量的概念。
即:I=Ft
问9:类比于动量,你们是怎么理解冲量的呢?
1、物理意义:冲量是力对时间的累积效果,过程量。
2、矢量,由力的方向决定。
3、单位:N*s(量纲分析法,推出N*s和kg*m/s等同)
四、总结动量定理
师: Ft=mvt-mv0 就是今天我们的学习内容,动量定理。
问10:你们怎么理解动量定理中的因果关系呢?
什么改变物体的运动状态?——力
两个物体发生撞击时,他们之间的力是?——相互的
力产生加速度——加速度使得物体的速度发生变化——物体的动量随之变化。
实例说明动量定理:两个鸡蛋,跟别落入空烧杯和装了水的烧杯中。
(或用:弹簧、砝码、细绳)
问11:你们能解释其中原因吗?
——鸡蛋做自由落体运动,速度变化量为定值,冲量变化量为定值。
——空烧杯的作用力使鸡蛋在极短时间内动量减小为零,故作用力较大,鸡蛋破。
——水的作用可以延长动量减为零的时间,作用力较小,鸡蛋没有破。
师:生产、生活中与动量定理有关的物理现象。
1、运送易碎物品用柔软材料包装
2、汽车的安全气囊
3、装修地板装工人的榔头是用木头做的
4、起重机的吊钩上装有缓冲弹簧
5、跳高时在下落处垫海绵
6、跳远时要跳在沙坑里
7、钉钉子使用铁锤而不是木槌
总结:在碰撞的生活实例中,我们想要得到较大的作用力,就要缩短力的作用时间;要减小作用力,就要延长力的作用时间。
五、理解动量定理
1、F:恒定不变的合外力
2、动量定理和动能定理的区别:
a、动量P和能量EK: P为矢量,有方向;Ek为标量,没有方向。
b、冲量和功的区别: I为力对时间的累计效果;W为力对位移的累计效果。
eg:某物体在和外力F的作用下减速为零
则有Ft=mv-0 FL=1/2mv2 -0 。
在F的阻碍下可以持续运动t时间;能持续运动L位移。
动量定理
教学目标:
1、 明确动量、冲量的概念
2、 掌握动量定理并能进行相应的计算
3、 能运用动量定理解释相关生活现象
教学重点
教学重难点:
1、 动量、冲量的理解。
2、 从特殊的恒力到变力情况动量定理的推导
教学过程
情景导入:
大家都有见过玩具汽车(四驱车)
问1:如果有一辆玩具小汽车高速撞向你,你会害怕吗?
问2:可如果换成一辆普通的汽车呢?
总结性问题:为什么?
⏹ 普通汽车质量大得多,撞击的效果强得多。
过渡:那是不是质量小的物体,撞击的效果都微不足道呢?
⏹ 一颗小小的子弹,从枪膛里 射出,打到身上,造成的损害效果也是致命的。
总结:实际上,运动物体的撞击效果,是通过力来实现的。
问3:那为什么普通汽车的撞击力会比玩具车大得多?
——质量大
那又为什么子弹的撞击力足以对人体造成致命伤害呢?
——速度大。
总结性问题:那运动物体的速度、质量和撞击力之间,存在什么样的关系呢?
我们用一道例题,来体验一下。
一、开门见山,动量定理。
例一:有一个质量为m的物块,初速度为v0,施加水平衡力F后,物体做匀减速运动,经过t时间速度减小为vt,水平面光滑,求恒力F的大小。
(得动量定理的表达式) Ft=mvt-mv0=mΔv
讲解:
在实际情况中,F即是物体所受的合外力,用以改变物体的运动状态。
由此可见,合外力F与物体的质量m、速度变化量Δv、外力作用的时间t都有关系。
问4:现在大家可以根据这个式子,解释之前的两个例子了吗?
——撞击时,在一定的时间内,人体和运动物体发生力的相互作用使得其速度发生变化。
(定性解释,不必细讲)
总结:这个式子,就是我们这节课要学习的重点内容。
二、动量的概念及理解。
师:由此可见,描述一个物体运动的强弱 ,不仅需要速度v,还涉及到其本身的质量m ,故在物理学中,我们就引入动量这个概念,来量度运动的强弱。
即:P=mv
师:mv0为初动量、mvt为末动量。
问5:根据这个表达式,可以得到关于动量的什么信息呢?
1、状态参量(描述运动物体的某个状态,对应瞬时速度、时刻、位置)
2、矢量(与瞬时速度同向)
3、动量之间的运算遵循平行四边形定则
4、单位:kg m/s
例题加深动量的理解:
例二:
光滑水平面上有个质量m=0.1的小球,以6m/s的初速度向右运动
Q1:做什么运动?
Q2:小球的动量P0为多少?(大小、方向、用由向线段表示)
运动过程中,碰到了一个障碍物后仍以原来大小的速度往回运动。
Q3:此时的速度v’应表示为?
Q4:此时动量P’为多少?(大小、方向、由向线段表示、颜色区别于P0)
Q5:碰撞前后,动量的变化量ΔP为多少?(由向线段)
Q6:动量的变化量ΔP和速度的变化量ΔV有什么关系?
问6:区别与动量,你怎么理解动量的变化量呢?
1、过程量
2、矢量
3、ΔP=mΔV
三、冲量的概念及理解。
过渡:物体的运动状态发生了变化,我们就说物体的动量发生了变化。
问7:那是什么引起了动量的变化呢?
——力F
问8:那动量变化的多少除了跟力有关,还跟什么因素有关呢?
——时间t
师:在物理学中,为了描述动量变化的原因,我们就引入冲量的概念。
即:I=Ft
问9:类比于动量,你们是怎么理解冲量的呢?
1、物理意义:冲量是力对时间的累积效果,过程量。
2、矢量,由力的方向决定。
3、单位:N*s(量纲分析法,推出N*s和kg*m/s等同)
四、总结动量定理
师: Ft=mvt-mv0 就是今天我们的学习内容,动量定理。
问10:你们怎么理解动量定理中的因果关系呢?
什么改变物体的运动状态?——力
两个物体发生撞击时,他们之间的力是?——相互的
力产生加速度——加速度使得物体的速度发生变化——物体的动量随之变化。
实例说明动量定理:两个鸡蛋,跟别落入空烧杯和装了水的烧杯中。
(或用:弹簧、砝码、细绳)
问11:你们能解释其中原因吗?
——鸡蛋做自由落体运动,速度变化量为定值,冲量变化量为定值。
——空烧杯的作用力使鸡蛋在极短时间内动量减小为零,故作用力较大,鸡蛋破。
——水的作用可以延长动量减为零的时间,作用力较小,鸡蛋没有破。
师:生产、生活中与动量定理有关的物理现象。
1、运送易碎物品用柔软材料包装
2、汽车的安全气囊
3、装修地板装工人的榔头是用木头做的
4、起重机的吊钩上装有缓冲弹簧
5、跳高时在下落处垫海绵
6、跳远时要跳在沙坑里
7、钉钉子使用铁锤而不是木槌
总结:在碰撞的生活实例中,我们想要得到较大的作用力,就要缩短力的作用时间;要减小作用力,就要延长力的作用时间。
五、理解动量定理
1、F:恒定不变的合外力
2、动量定理和动能定理的区别:
a、动量P和能量EK: P为矢量,有方向;Ek为标量,没有方向。
b、冲量和功的区别: I为力对时间的累计效果;W为力对位移的累计效果。
eg:某物体在和外力F的作用下减速为零
则有Ft=mv-0 FL=1/2mv2 -0 。
在F的阻碍下可以持续运动t时间;能持续运动L位移。