教学设计:动量定理

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。


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