内容正文:
《动量定理》教学设计
云浮市云安区云安中学 蒋贤才
教学目标:
1. 通过分析物体的动量和合力作用之间的关系,进一步加深相互作用的观念;
2. 通过推导动量定理表达式,培养学生的科学探究能力;
3. 会用动量定理解释有关现象,进行简单的计算,培养学生将物理知识应用于生活实际的习惯,培养学生的科学态度与责任;
4. 理解动量定理和动能定理的区别。
教学重点:
动量定理及其表达式
教学难点:
动量定理的矢量性
教学方法:
通过创设情境,引导学生进行探究学习、合作学习。
课时安排:2课时
情境引入:
有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎,主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎样的道理呢?
提出问题:两个物体碰撞时,彼此间会受到力的作用,那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢?
新课教学:
1、 动量定理的推导
情境:如图所示,一个物体的质量为,初速度为,在恒定合力的作用下,经过一段时间,速度变为。
【思考问题】(1)物体所受恒力在时间内的的冲量是多少?
(2)物体在时间内动量变化了多少?
(3)物体所受合力的冲量和动量变化之间有什么关系?
根据牛顿第二定律:
由运动学公式:
得到:
1、 动量定理的内容:物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。
2、
表达式:或
3、 理解:①合力可以是恒定的外力,也可以是随时间的变化而变化的变力;
②动量定理是表达式是矢量表达式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义;
③动量定理的研究对象可以是一个物体,也可以是由几个物体组成的系统;
④如果物体的运动过程分几个阶段,则既可以分阶段用动量定理,也可以对全过程用动量定理。
物体在碰撞过程中受到的作用力往往不是恒力,物体不做匀变速运动。我们可以把碰撞过程细分为很多短暂过程,每个短暂过程中物体所受的力没有很大的变化,这样对于每个短暂过程就能够应用(1)式了。把应用于每个短暂过程的关系式相加,就得到整个过程的动量定理。
2、 动量定理的应用
例题1:一辆质量为2200 kg的汽车正在以90 km/h的速度匀速行驶。突然前方出现复杂路况,如果驾驶员马上轻踩刹车逐渐制动,汽车在21 s内停下;如果驾驶员马上急踩刹车紧急制动,可在3.8 s内使车停下。求这两种情况下使汽车停下的平均作用力。
【讨论与交流】若例题1的刹车时间换成下表中的刹车时间,请根据不同的刹车时间分别计算要多