高中物理《用动量观念表示牛顿第二定律》学案4 新人教版选修3-5

第六节用动量观念表示牛顿第二定律
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【知识结构】
用动量观念表示牛顿第二
定律
动量的变化率
冲量
动量定理
【学习目标】
1、会用动量的概念表示牛顿第二定律,知道物体动量的变化率等于它所受的力．
2、☆理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理不仅适用于恒力也适用于变力．
3、理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是矢量
4、会用动量定理解释现象和处理有关的问题．
课堂互动
【自学评价】
1、当初牛顿是怎样表示力与运动关系的?
2、叫做这个力的冲量,其公式为 ,单位是
3、冲量是量．
若力的方向恒定,冲量的方向与的方向相同,大小的计算可通过定义式求．
若力的方向变化,冲量的方向与该段时间内物体
相同,大小的计算可通过动量定理来求．
4、动量定理的内容是
;表达式是
5、使用动量定理的解题步骤:
(1)
(2)
(3)
(4)
6、请导出用动量p表示动能的公式
表示动量的公式
用动能E
k
【新课引入】
在本章第二节的学习中我们知道,动量的定义是牛顿明确给出的．那时牛顿正在探究物体运动的规律,现在我们很熟悉的牛顿第二定律,当初发表时牛顿是用动量概念表达的．你能用动量p来表示F=ma吗?这其中我们会有哪些新收获呢?
【互动探究】
、用动量概念表示牛顿第二定律
合作讨论:设计一个怎样的物理过程情景,会便于我们用动量概念表示牛顿第二定律呢? 情景示意图:
观察思考：(1)该过程物体的加速度a=
(2)该过程物体的动量变化△p=
(3)从F=ma出发,你又能得到怎样的表达式?
结论：
思维点拔：对于恒力作用的过程,用牛顿第二定律处理较方便．
、动量变化率
合作讨论1：试说明p、△p、△p/△t的区别和联系．
观察思考：在任何相等的时间内,物体动量的变化总是相等的运动可能是( )
A.匀变速直线运动
B.匀速圆周运动
C.自由落体运动
D.平抛运动
、冲量
合作讨论1：什么叫冲量 ?
结论1：__________________________
合作讨论2：冲量的物理意义是什么?
结论2：__________________________
思维点拨:在碰撞、打击等过程中,物体相互作用的时间很短,但力却很大,而且力在这短暂时间内变化十分剧烈,因此很难对力和物体的加速度作准确测量;况且对这类问题有时也并不需要了解每一时刻的力和加速度,而只需了解力在作用时间内的累积作用和它产生的效果．这类问题,虽然原则上可以用牛顿第二定律来求解,但很不方便．为了能简便地处理这类问题,就需要应用冲量这一概念．
合作讨论3：冲量是矢量,它的方向怎样确定?
结论3：________________________
思维点拔：冲量是个过程量,在此过程中力的方向可能不变也可能不断变化,因此并不能简单地认为冲量的方向就是力的方向．
合作讨论4冲量的单位是什么?
结论3：________________________
、动量定理
合作讨论：做机械运动的物体在运动过程中,动量是不断变化的．物体动量的变化遵循什么规律呢?
结论：__________________________
合作讨论:动量定理和牛顿第二定律的关系怎样?应用动量定理解题要注意什么?
结论:
合作讨论:玻璃杯从同样的高度下落,落在水泥地面会破碎,落在地毯上不会破碎,怎样解释这个现象?
合作讨论:动量定理和动能定理有何联系和区别?
【典型例题】
[例题1] 某同学把压在木块下的纸抽出来,第一次他将纸迅速抽出,第二次他将纸较慢地抽出．你猜猜看哪一次木块容易被拉动,哪一次木块几乎不动?并说明其原因．
[例题2](一题多解)一个500g的足球从1．8m高处自由落下,碰地后能弹到1．25m 高,若球与地的碰撞时间为0．1s,试求球对地的平均作用力．
【追踪训练】
1．篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅
速引至胸前．这样做可以 ( )
A．减小球对手的冲量
B．减小球的动量变化率
C．减小球的动量变化量
D．减小球的动能变化量
2．小球质量为2m,以速度v沿水平方向撞击竖直墙壁,并以4v/5的速率反弹回来,球与墙的撞击时间为t,则撞击过程中,球对墙的平均作用力的大小是( )
A．2mv/5t B．8mv2/5t
C．18mv/5t C．18mv2/5t
3．下列说法中正确的是 ( )
A．物体只有受到冲量,才会有动量
B．物体受到冲量,其动量大小必定改变
C．物体受到冲量越大,其动量也越大
D．做减速运动的物体,受到的冲量方向与动量变化的方向相同
4．质量为m的物体,沿着倾角为α、高为h的斜面,从顶端匀速下滑到底端所用时间为t．则重力对物体的冲量大小为,支持力对物体的冲量大小为 ,摩擦力对物体的冲量大小为 ,物体的动量变化大小为
5．一个质量是60kg的人从墙上跳下,以7m/s的速度着地,与地面接触0．1s停下来,地面对他的作用力多大?如果他着地时弯曲双腿,用了0．3s钟停下来,地对他的作用力又是多大?(g取10m/s2)
总结回顾
本节课的重点是：
1、会用动量概念表示牛顿第二定律
2、会推导动量定理,理解并掌握冲量概念
3、初步掌握运用动量定理解决问题的步骤、方法、注意点．。