1.1 动量定理 课件+教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理鲁科版选修3-5

1.1 动量定理 观察思考 思考： 鸡蛋落在讲桌上为什么会碎呢？ 它受到的作用力比落在细沙上的 大吗？   物理情景分析 F F v =v0 v =v t ——— F 作用了时间 t ——— 分析： 由牛顿第二定律知： F = m a 而加速度： 整理得： 1、冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。I=F ·t，单位—牛·秒（N ·s） 它是矢量，方向与力的方向相同。 2、动量（P）：运动物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。P=mv 单位—千克米每秒（kg ·ms-1），它是矢量，方向与速度的方向相同。 因此，上式可以表述为：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化。 即I=△P 表达式：Ft=mv2-mv1或写成：Ft=p2-p1 这个结论叫做动量定理 由于两个鸡蛋质量相等，下落高度相同，动量变化是一定的。 释疑： 为什么鸡蛋落在讲桌上比落在细沙上更容易碎？ 由动量定理知，动量变化一定时，冲量Ft恒定，则F与t成反比，时间t越小，作用力F越大。 木板与鸡蛋的作用时间较短，作用力较大，所以鸡蛋更容易碎。 下面体育项目中的海绵垫、沙子、接球时手的回收 都运用了动量定理。 （1） 人跳起后，曲腿落地与直腿落地有何不同？（亲身体验一下） （2）轮船上安装的橡皮轮胎有什么作用？ （3）搬运易碎的玻璃物品时为什么要在箱子里放上泡沫塑料？ 学以致用 （4）为了把一颗较大的钉子钉入木板中，为什么使用铁锤比橡皮锤更好？ 延长作用时间，减小有害的作用力 增加动量变化并减小作用时间，增加有用的作用力 动量定理的理解 （2）动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于变力。 （对于变力的情况，动量定理中的 F 应理解为变力在作 用时间内的平均值。） （3） 为矢量表达式 ，动 量变化的方向与合外力冲量的方向相同。 用此式计算时应先规定正方向. （1）定理反映了合外力冲量是物体动量变化的原因 （4）动量定理不仅适用于宏观低速物体，对微观现象和高速运动仍然适用。 利用动量定理解题 1. 一个质量为0.01kg的弹性小球，以10 m/s的速度在光滑 水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。 v 解：取小球初速度方向为正方向 对小球受力分析，如图所示。 G F FN 初动量： P=mv=0.01×10kg·m/s=0.1kg·m/s 末动量： P ′=mv′=0.01×(- 8)kg·m/s=-0.08kg·m/s 由动量定理得，墙壁受到的撞击力为 “﹣”表示力的方向与正方向相反。 t mv v m F - ¢ = 利用动量定理解题步骤 5. 根据动量定理列方程求解。 1. 确定研究对象 2. 对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间； 3. 找出物体的初末状态并确定相应的动量； 4. 选定正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向； 动量定理的应用 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个质量为60 kg 的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0 m高处．已知运动员与网接触的时间为1.2 s. 若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小．(取 g ＝10 m/s2) 例3 【思路点拨】　整个过程可分为自由下落、与网接触和竖直上抛三个阶段，分析自由下落和竖直上抛可求得与网接触前后的两个速度，再对运动员与网接触的过程，应用动量定理求出网对运动员的作用力． 图1－1－2 【答案】　1500 N 【方法总结】　对于多过程问题既可以分段处理，也可以全程处理．分段处理时要注意相邻过程的联系．全程处理时要注意全过程中各个力作用的时间，准确求出各阶段冲量的和． 小结 1.动量定理的理解 2.动量定理的应用 （1）用动量定理解释现象 （2）用动量定理解题 一定， 越短， 一定， 越大， 则F越大。 则F越大。 【自主解答】　法一：分段处理 自由下落过程：由veq \o\al(2,1)＝2gh1可得运动员刚接触网时的速度 v1＝eq \r(2gh1)＝eq \r(2×10×3.2) m/s＝8 m/s(方向向下)． 竖直上抛过程：由veq \o\al(2,2)＝2gh2可得运动员刚离开网时的速度 v2＝eq \r(2gh2)＝eq \r(2×10×5.0) m/s＝10 m/s(方向向上)，运动员与网接触的过程中，受力分析如图1－1－2所示，选取竖直向上为正方向，由动量定理可得： F·t－mgt＝mv2－m(－v1) F＝mg＋eq \f(mv2＋v1,t) ＝60×10 N＋eq \f(60×10＋8,1.2) N＝1500 N. 法二：全程处理 运动员下落时间 t1＝ eq \r(\f(2h1,g))＝ eq \r(\f(2×3.2,10)) s＝0.8 s 运动员与网接触时间为 t2＝1.2 s 运动员上升的时间 t3＝ eq \r(\f(2h2,g))＝ eq \r(\f(2×5.0,10)) s＝1.0 s 选竖直向上为正方向，由全程应用动量定理： Ft2－mg(t1＋t2＋t3)＝0－0 F＝eq \f(mgt1＋t2＋t3,t2)＝1500 N. $$ 教案 学科 物理 课题:选修3—5 1.1动量定理 教学目标 一、教学目标： 1、知道动量定理的适用条件和适用范围； 2、在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量； 3、培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。 教学重难点 2、 教学重难点： 教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。 教学难点：动量定理的运用。 四、教学过程 【新课导入】 演示实验：鸡蛋落地 【演示】先让鸡蛋从高的地方下落到讲桌上，让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验，结果鸡蛋被打破。再让鸡蛋从同一高度落到细沙中，让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验，结果：发现鸡蛋不会被打破；然后。引发学生思考分析鸡蛋打破的原因。使学生带着问题进入新课。 【新课教学】 一、创设情境 通过推导得到上述表达式（动量定理）。从推导式中引出冲量和动量的定义： 1、冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。I=F ·t，单位—牛·秒（N ·s）它是矢量，方向与力的方向相同。 2、动量（P）：运动物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。P=mv 单位—千克米每秒（kg ·ms-1），它是矢量，方向与速度的方向相同。 解释上述表达式： 上式可以表述为：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化。 即I=△P 表达式：Ft=mv2-mv1或写成：Ft=p2-p1 这个结论叫做动量定理 从而引导学生再回头解释课前实验现象。即为什么鸡蛋落在木板上比落在细沙上更容易碎？ 再引导学生思考生活中还有哪些生活现象运用了动量定理？ 并学以致用解释。 3、 定量定理的运用 例1： 通过例1总结解题一般步骤： 1. 确定研究对象 2. 对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间 3. 找出物体的初末状态并确定相应的动量 4. 选定正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向 5. 根据动量定理列方程 变式训练：（课件展示） 五、小结提升 学生总结，PPT展示 六、作业布置 作业：世纪金榜课后习题。 板书设计 动量定理 一 .冲量（I）： I=F ·t 二．动量（P）：P=mv 三．动量定理：Ft=mv2-mv1 教学反思 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$