高一物理动量定理2
高一物理教案: 动量守恒定律
高一物理 第2单元 动量守恒定律一、 内容黄金组1. 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用范围。
2. 会用动量定理和牛顿第三定律导出动量守恒定律。
3. 会应用动量守恒定律分析,计算有关问题(只限于一维运动)。
二、 要点大揭秘1. 动量守恒定律的推导:2. 动量守恒条件:系统不受外力作用或系统所受的合外力为零。
3. 动量守恒的内容及其数学表达式:(1) p =p ’(系统相互作用前总动量等于系统相互作用后的总动量)(2) Δp=0(系统总动量增量为零)。
(3) Δp 1=-Δp 2,(相互作用两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等方向相反)。
(4) 22112211v m v m v m v m '+'=+(相互作用两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和)(5) 动量守恒的研究对象是两个或两个以上物体所组成的物体系统。
4. 动量守恒定律的基本应用方法:(1) 分析系统由多个物体组成,受力情况怎样,判断动量是否守恒;(2) 规定正方向(一般以原速度方向为正),确定相互作用前后的各物体的动量大小,正负(3) 由动量守恒定律列式求解。
虽然系统的合外力不为零,但某一方向的合外力为零时,这一方向动量还是守恒的。
5. 对动量守恒条件的认识(1)动量守恒的严格条件:动量守恒的条件简称为动量守恒的条件,它表述为:系统不受外力或所受外力的适量和为零。
对动量守恒的条件理解,必须注意两点:①系统动量是守恒与系统内部物体间相互作用力(内力)的多少、性质及大小无关,系统内部物体间的相互作用力的冲量不会改变系统的总动量,但可以改变系统内各个物体的动量,使某些物体的动量增加,另一些物体的动量减少,而总动量仍然保持不变,②系统外力的矢量和为零,不是指系统一定不受外力作用。
(2)动量守恒的近似条件 在很多问题中,系统所受的合外力的矢量和不为零,不符合动量守恒的严格条件。
然而,外力为有限值,且作用时间极短时,由I =Ft 可知,外力的总冲量近似近似为零,则系统总动量的变化量也近似为零,故可近似认为系统的动量守恒,外力为有限值,且作用作用时间极短,称之为系统动量守恒的近似条件。
高中物理 动量定理
动量定理的适用条件
•无论物体所受力是恒力还是变力 •无论各个力的作用时间是否一致 •无论轨迹是直线还是曲线
退 回
动量定理的理解
• 1.动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量 的效果是改变受力物体的动量,因此动量定理是一个 关于过程的规律。在此过程中,冲量的大小总等于动 量增量的大小;冲量的方向总跟动量增量的方向一致。
的方向与所选的正方向相反,即力的方
向与垒球飞回的方向相同。
退
回
例2:用0.5kg的 铁锤钉钉子打 击时铁锤的速 度为4m/s打击 后铁锤的速度 变为零设打击 时间为0.01s。
a:不计铁锤的重量,铁锤的重量的平均作用力是
多大? b:考虑铁锤的重量铁锤的重量的平均作用力
是多大?
退
继
回
续
解 :(a)
的作用力
退 回
码码头头
蛋碎瓦全?? 瓦碎蛋全??
瓦碎蛋全 ! ! !
应用举例
1、鸡蛋掉在海绵垫上不易破,而掉在水泥地 面面上易破,试用动量定理进行定性解释
2、垒球运动中,接球人一定要戴上弹性粗皮 手手套,并且在接球时,手往后撤,为什 么么?
3、母鸡撞坏汽车、小鸟撞毁飞机的原因解释
例题 : 一个质量为0.18kg的球,以25m/s的水
平速度飞向球棒(图7-8),被球棒打击后,反 向水平飞回速度的大小为45m/s。设球棒与球 的作用时间为0.01s, 球棒对垒球的平均作用力 有多大?
退
继
回
续
分析:
球棒对球的作用力是变力,力的作用时
间很短。在这个短时间内,力的大小先 是急剧地增大,然后又急剧地减小为零 。 在冲击、碰撞一类问题中相互作用的时 间很短,力的变化都具有这个特点。动 量定理适用于变力,因此可以用动量定 理 求球棒对球的平均作用力。由题中所 给的量可以算出球的初动量和末动量, 由动量定理即可求出垒球所受的平均 作用力。
高中物理选择性必修一第2节 动量定理
第2节动量定理核心素养物理观念科学思维1理解冲量的意义和动量定理及其表达式。
2.能利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
应用动量定理解决实际问题。
知识点一动量定理[观图助学]把一篮子鸡蛋放在摩托车上运输,结果会怎么样呢?可能多数会被打碎。
现在,如图,把鸡蛋放到海绵盒子中,即使是长途运输也不会破碎,你能解释这种现象吗?提示物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之就越小。
把鸡蛋放到海绵盒子中运输,是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。
1.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式:I=FΔt。
(3)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号是N·s。
(4)矢量性:冲量是矢量,力的冲量方向跟力的方向相同。
(5)物理意义:反映力的作用对时间的累积效应。
2.动量定理(1)表述:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
(2)表达式:FΔt=p′-p,或I=p′-p。
(3)适用条件:动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。
(4)说明:对于变力的冲量,动量定理中的F应理解为变力在作用时间t内的平均值。
[思考判断](1)作用在物体上的力越大,冲量越大。
(×)(2)物体的动量变化越大,则力的作用时间越长。
(×)(3)变化的合力的冲量不一定等于动量的变化量。
(×),这里说的“力的冲量”指的是合力的冲量,或者是各个力的冲量的矢量和。
知识点二动量定理的应用[观图助学]在体育活动中,我们如果是跳远,就要落在沙坑里;如果是跳高就要落在海绵垫子上。
为什么不能直接落在地面上呢?提示跳远要落在沙坑、跳高要落在海绵垫子上,是为了延长作用时间,减小相互作用力,以免受到伤害。
如果是直接落在地面上,运动员与地面作用时间短,作用力大,容易受伤。
1.Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;作用时间越长,力就越小。
2.F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小。
高考物理2025年动量定理知识点与难点解析
高考物理2025年动量定理知识点与难点解析在高考物理中,动量定理是一个极其重要的知识点,对于学生理解物理现象和解决相关问题起着关键作用。
本文将深入探讨 2025 年高考物理中动量定理的知识点以及可能遇到的难点,并通过具体的例子进行详细解析,帮助同学们更好地掌握这一重要内容。
一、动量定理的基本知识点1、动量的定义动量(p)是物体的质量(m)和速度(v)的乘积,即 p = mv。
动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
2、冲量的定义冲量(I)是力(F)在时间(t)上的积累,即 I = F×t。
冲量也是矢量,其方向与力的方向相同。
3、动量定理的表达式合外力的冲量等于物体动量的变化量,即 I =Δp 。
理解动量定理的关键在于明确冲量是导致动量变化的原因。
例如,一个质量为 2kg 的物体,原来的速度为 3m/s,受到一个恒力作用 2s 后,速度变为 7m/s。
首先计算物体初动量 p1 = 2×3 = 6 kg·m/s,末动量 p2 = 2×7 = 14 kg·m/s,动量的变化量Δp = p2 p1 = 14 6 = 8 kg·m/s。
如果这个力是恒定的,那么冲量 I = F×2 = 8 N·s,就可以求出这个力的大小。
二、动量定理的应用场景1、碰撞问题在碰撞过程中,由于作用时间极短,往往内力远大于外力,可以忽略外力的作用,应用动量守恒定律。
但对于单个物体,动量定理则可以用来分析其在碰撞前后动量的变化。
比如,两个质量分别为 m1 和 m2 的物体发生正碰,碰撞前的速度分别为 v1 和 v2 ,碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
但对于其中一个物体,比如 m1 ,其动量的变化可以用动量定理来分析,即合外力的冲量等于其动量的变化,F1×t = m1(v1' v1) 。
高一物理《动量和动量定理》知识点总结
高一物理《动量和动量定理》知识点总结
一、动量和动量变化量
1.动量
(1)定义:物体质量和速度的乘积。
(2)定义式:p=m v。
(3)单位:千克米每秒,符号是kg·m/s。
(4)方向:动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
2.动量的变化量
(1)公式:Δp=p′-p。
(2)矢量性:动量的变化量是矢量。
二动量定理
1.冲量
(1)定义:力与力的作用时间的乘积,用字母I表示。
(2)定义式:I=FΔt。
(3)单位:牛秒,符号是N·s。
(4)意义:反映了力的作用对时间的累积效应。
2.动量定理
(1)内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
(2)表达式:I=p′-p或F(t′-t)=m v′-m v。
3.动量定理的应用
根据动量定理可知:如果物体的动量发生的变化是一定的,那么作用时间短,物体受的力就大;作用时间长,物体受的力就小。
高中物理第十六章动量守恒定律第2节动量和动量定理讲义含解析新人教版选修3_520190430120.doc
动量和动量定理1.动量(1)定义:物体的质量和速度的乘积。
(2)公式:p=mv。
(3)单位:千克·米/秒,符号:kg·m/s。
(4)矢量性:方向与速度的方向相同。
运算遵守平行四边形定则。
2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量),Δp=p′-p(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的动量运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向,不代表大小)。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.物体的动量越大,其惯性也越大。
(×)2.同一物体的动量越大,其速度一定越大。
(×)3.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向。
(√)[释疑难·对点练]对动量的理解1.动量是状态量进行动量运算时,要明确是哪一个物体在哪一个状态(时刻)的动量。
公式p=mv中的速度v是瞬时速度。
2.动量具有相对性物体的动量与参考系的选择有关。
选不同的参考系时,同一个物体的动量可能不同,通常在不指明的情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量。
[特别提醒](1)动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,但它们描述的角度不同。
动量是从动力学角度描述物体运动状态的,它描述了运动物体能够产生的效果;速度是从运动学角度描述物体运动状态的。
(2)动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,动量是矢量,但动能是标量,它们之间数值的关系是:E k=p22m,p=2mE k。
[试身手]1.关于动量的概念,下列说法中正确的是( )A.动量大的物体惯性一定大B.动量大的物体运动一定快C.动量相同的物体运动方向一定相同D.动量相同的物体速度大小一定相等解析:选C 根据p=mv可知,选项A、B、D错;动量是矢量,其方向就是速度的方向,故选项C正确。
1.冲量定义力与力的作用时间的乘积。
高中物理关于动量定理的所有公式
高中物理关于动量定理的所有公式
在高中物理学习过程中,动量定理是一个非常重要的知识点。
下面小编
整理了关于动量定理的公式,供大家参考!
1 动量定理公式有哪些1.动量和冲量:动量:P = mV 冲量:I = F t
2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.
公式:F 合t = mv’一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)
3.动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之
和为零,它们的总动量保持不变.(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)
公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1‘+ m2v2’或p1=一p2或p1p2=O 适用条件:
(1)系统不受外力作用.(2)系统受外力作用,但合外力为零.
(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力.
(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒.
4.功:W = Fs (适用于恒力的功的计算)
(1)理解正功、零功、负功
(2)功是能量转化的量度
重力的功------量度------重力势能的变化
电场力的功-----量度------电势能的变化
分子力的功-----量度------分子势能的变化
合外力的功------量度-------动能的变化。
动量定理
第二节 动量定理一、如何理解动量定理1.内容:物体所受的合外力的冲量等于物体的动量变化F·t=mv ¹-mv 2.几点说明:(1)动量定理表达式中的F 是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,当合外力是变力时,F 应该是合外力对物体作用时间的平均值. (2)动量定理是牛顿第二定律的变形ma t v v m t mv v m F =-'=-'=合,也可以写成:tpF ∆∆=合 此式说明,物体所受的合外力与物体的动量变化率成正比.(3)从上式可以看出,p —t 图像中图线的斜率就是物体所受的合外力,斜率越大,动量变化的越快,物体所受的合外力就越大,如右图所示,F 1>F 2.(4)动量定理表达式中的Ft 是合外力的冲量,是使研究对象的动量发生变化的原因,在所研究的物理过程中,如果作用在研究对象上的各个外力的作用时间相同,则可用F 合t 求合外力的冲量;若作用时间不同,则只能在选定正方向后用F 1t 1+F 2t 2+……求出合力的冲量.(5)动量定理公式中的p’一p 是物体动量的变化量,是某过程的末态动量减去初态动量,是矢量减法,对一维情况在选定正方向后可简化为代数运算,公式中的“一”号是运算符号,与正方向的选取无关.(6)动量定理公式中的“=”号,表明合外力的冲量与物体动量的变化量数值相等,方向一致,而与动量的方向可以相同,也可以相反,也可以成某一角度,合外力的冲量是引起物体运动状态改变的外来因素,而动量的增量则是物体受合外力冲量作用的结果. (7)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对微观现象和高速运动同样适用,动量定理是由牛顿运动定律导出的两个重要定理之一,定理体现出动量的变化只取决于冲量的总效果,而无需考虑冲击过程中冲量变化的细节,所以应用起来比较方便.二、动量定理与牛顿第二定律的比较1.动量定理可以由牛顿第二定律推得:(详见课本)2.动量定理与牛顿第二定律的着眼点不同:动量定理是着眼于力对时间的累积效果,描述的是一个过程中力的冲量与物体的动量变化间的关系;而牛顿第二定律是着眼于力的瞬时作用效果,描述的是某一瞬间力、质量和加速度间的关系.3.动量定理与牛顿第二定律在应用中各有其优越性:动量定理应用中,只考虑一个过程中合力的冲量,以及这一过程始、末的动量mυ(或mυ。
高一物理必修1公式总结归纳 高一物理必修二公式
高一物理必修1公式总结归纳高一物理必修二公式
高一物理必修1公式总结归纳:
1. 动力定理:FΔs = Δ(p)
2. 力的合成:F = √(F₁² + F₂² + 2F₁F₂cosθ)
3. 牛顿第二定律:F = ma
4. 动量定理:FΔt = Δ(p)
5. 万有引力定律:F = G(m₁m₂)/r²
6. 弹簧力:F = kx
7. 物体匀速直线运动的位移与时间关系:Δx = vt
8. 物体匀速直线运动的速度与时间关系:v = at
9. 物体匀速直线运动的位移与时间关系(初速度为0):x = 1/2at²
高一物理必修二公式:
1. 运动方程(匀加速直线运动):x = v₀t + 1/2at²
2. 速度-时间关系(匀加速直线运动):v = v₀ + at
3. 位置-时间关系(自由落体运动):y = v₀t + 1/2gt²
4. 速度-时间关系(自由落体运动):v = v₀ + gt
5. 速度-位置关系(自由落体运动):v² = v₀² + 2gy
6. 抛体运动的水平方向位移:Δx = vxΔt
7. 抛体运动的垂直方向位移:Δy = v₀yΔt + 1/2g(Δt)²
8. 抛体运动的水平方向速度:vx = v₀cosθ
9. 抛体运动的垂直方向速度:vy = v₀sinθ - gt
10. 抛体运动的最大高度:H = (v₀y)²/(2g)。
高中物理动量守恒定律知识点总结
高中物理动量守恒定律知识点总结高中物理动量守恒定律是高中物理的重点和难点,那么有哪些知识点是必须掌握的呢?以下是店铺为您整理关于高中物理动量守恒定律知识点相关资料,希望对您有所帮助。
高中物理动量守恒定律知识点(一)一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力),即系统所受外力的矢量和为零。
(碰撞、爆炸、反冲)注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响,但可改变系统内物体的动量。
内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因,而外力的冲量是改变系统总动量的原因。
2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/(规定正方向)△p1=—△p2/3、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零,但在某一方向上的力为零,则系统在这个方向上的动量守恒。
必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。
二、碰撞1、完全非弹性碰撞:获得共同速度,动能损失最多动量守恒。
2、弹性碰撞:动量守恒,碰撞前后动能相等。
特例1:A、B两物体发生弹性碰撞,设碰前A初速度为v0,B静止,则碰后速度,vB=.特例2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度,碰后B的速度等于碰前A的速度)3、一般碰撞:有完整的压缩阶段,只有部分恢复阶段,动量守恒,动能减小。
4、人船模型——两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时,不受其它外力,对这两个物体组成的系统来说,动量守恒,且任一时刻的总动量均为零,由动量守恒定律,有mv=MV(注意:几何关系)高中物理动量守恒定律知识点(二)冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}高中物理学习方法要重视实验物理学是一门以实验为基础的科学,许多物理概念、物理规律都是从自然现象的实验中总结出来的。
高一物理学习方式总结从实验入手深化明白得动量定理_2
高一物理学习方式总结:从实验入手深化明白得动量定理动量定理是高中物理课程的重要基础知识,对学生扩展牛顿定律的熟悉、学习动量守恒定律、研究有关碰撞和冲击等问题,起着十分重要的作用。
教学实践说明,学生不是很容易把握那个问题,尤其是对冲量和冲力的熟悉,往往模糊不清。
因此,如何使学生真正明白得这两个概念,就成为动量定理教学中的关键。
我给学生做过一道简单习题:体重60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性平安带的爱惜,他被悬挂起来。
已知弹性缓冲时刻是12s,平安带长5m, 求平安带所受的平均冲力。
在解题中很多学生暴露出来对动量定理的模糊熟悉,计算结果是平安带所受的平均冲力小于工人体重。
错在哪里?为了引导学生去发觉问题、分析缘故,可让学生自己做一些简单的实验,在教师提出几个有针对性问题的启发下,自己边实验,边观看,边分析,边总结。
[实验]:用很轻的细线吊着一个物体(华考范文)。
[启发性问题]:①在平稳状态下,物体受哪些力的作用?细线所受的拉力是多大?(物体受细线的拉力和重力的作用。
细线所受的拉力在数值上等于物体的重量,方向向下。
)②托起物体,让物体自由落下,在冲拉一刹时,细线断了。
问:在这一刹时,物体受哪几个力的作用?细线所受的拉力有何转变?(这一刹时细线断了,说明细线所受的拉力增大了。
)那个地址教师应该指出,细线和物体所受的那个瞬时拉力确实是冲力。
③上题中,平安带所受的平均冲力会小于工人的体重吗?(这时学生明白:可不能。
)那个简单实验,定性地否定了上题中的计算结果。
为了让学生进一步明白得动量定理,可把实验略加改动:换一条较韧的细线,不让它断,线的上端挂在弹簧秤钩上。
利用弹簧秤的读数,能够半定量地说明问题(由于弹簧秤的弹力而产生的微小振动,不宜在那个地址分析)。
通过教师的启发,让学生得出结论。
除此之外,也能够让学生站在磅秤上不动,然后又让他跳上磅秤(跳的高度任意),这时磅秤的瞬时读数比人的体重大等等。
这些实验尽管都很简单也远非完善,却能给学生一些感性熟悉,对形成正确概念是很有帮忙的。
高考物理动量冲量动量定理2
由牛顿第二定律F=ma得
下滑的加速度a=g· sin=5m/s2.
由s=(1/2)at2得下滑时间,
2s 2 10 t 2s a 5
所以重力的冲量 IG=mg· t=2×10×2=40N· s. 支持力的冲量 IF=F· t=mgcos30°· t=20 3 N· s, 合外力的冲量IF合=F 合· t=mgsin30°· t=20N· s.
一、明确什么类型的题目 用动量定理解步骤简单
判断1:质量为50kg 的工人,身上系着长为5m的弹 性安全带在高空作业,不慎掉下,若从弹性绳开始 伸直到工人落到最低点经历的时间为0.5s,求弹性 绳对工人的平均作用力。(g = 10m/s2)
何时考 虑用动量 定理求解?
小结:在题中涉及到的物理量主要是 F、t、m、v 时,考虑用动量定理求解。
D. 动量的大小不变,冲量一定为0.
练习。在空间某一点以大小相同的速度 分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质 量相等的小球,若空气阻力不计,经过t 秒:(假设小球均未落地)( D ) (A)作上抛运动的小球动量变化最小 (B)作下抛运动的小球动量变化最大 (C)作平抛运动小球动量变化最小 (D)三小球动量变化相等
C、从抛出到落回原处的时间内,空气阻力的冲量为零
D、上升阶段小球的动量变化大于下落阶段小球的动量变化
例6 在光滑水平面上水平固定放置一端固定 的轻质弹簧,质量为 m 的小球沿弹簧所位于的直 线方向以速度 V 运动,并和弹簧发生碰撞,小球 和弹簧作用后又以相同的速度反弹回去。在球和 弹簧相互作用过程中,弹簧对小球的冲量I 的大小 和弹簧对小球所做的功W分别为( B) (A) I=0、 W=mv2
三、冲量(力对时间的累积效应) I=Ft 单位:N•s
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第2课时(习题课)
一、教学目标:
1.进一步理解动量定理表达式的确切含义
2.应用动量定理处理相关问题
二、教学重点:1、物理过程的分析和相关规律的选用2、理解动量定理的确切含义和表达式
三、教学难点:会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题
四、教学过程
●复习引入新课
1、什么是动量?什么是冲量?你是如何理解动量、冲量两个概念的?
2、如何计算动量的变化量?它的方向性如何体现出来?
3、动量定理的表述是怎样的?它的适用范围有哪些?
【以上问题可以先用小黑板给出,让学生交流、讨论然后请学生回答,辩论】
问题一:对动量定理相关内容的辨析
例1:从同一高度自由下落的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在软泥地上不易碎,这是因为:
A、掉在水泥地上,玻璃杯的动量大
B、掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化大
C、掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大
D、掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大
分析:玻璃杯是否会摔破,不是取决于动量变化的大小,而是取决于动量的变化率,即动量变化与所经历时间的比值,变化率越大,则作用力越大。
明白此点,则学生对动量定理的定性应用已基本掌握。
【紧跟着可以让学生举出延长作用时间,减小作用力和缩短作用时间,增大作用力的实例】
例2:桌面上的一张纸条上压有一只茶杯,若缓慢拉动纸条,则茶杯
会随纸条运动,若迅速拉动纸条,则纸条会从茶杯底下抽出来,请做一做,
并用动量定理解释这个现象。
学生亲自动手做一做,然后解释。
例3:一个质点受到合外力F作用,若作用前后的动量分别为p和p’,动量的变化为△p,速度的变化为△v,则
A、p=-p’是不可能的
B、△p垂直于p是可能的
C、△P垂直于△v是可能的
D、△P=O是不可能的。
分析:由学生自己讨论,举出实例进行证明,得出答案。
通过此题,一是加深学生对动量定理的理解,二是培养学生解答选择题的技巧。
问题二:直接应用动量定理计算相关问题
例4:质量为65kg的人从高处跳下,以7m/s的速度着地,与地面接触后经0.01s停下,地面对他的作用力多大?为了安全,人跳下与地面接触后,双腿弯曲使人下蹲。
若经1s停下,地面对他的作用力是多大?这个值会小于人的重力吗?并根据你的计算回答:在什么情况下要考虑自身的重力?什么情况下可以不考虑自身的重力?(g=10m/s2)
分析:首先引导学生分析物理情景,确定人着地前后瞬间速度方向和大小,确定初末态的动量,然后应用动量定律计算,求出人所受的平均作用力。
从而进行比较,得出结论。
解:取人下落方向为正方向,人的初动量为p=mv=65×7kg·m/s=435 kg·m/s
人的末动量为p`=0
设人所受平均作用力为F,则由动量定理:(mg-F)t= p`-p
得人所受平均作用力为F=mg-
t p
p `
当t=0.01s时,F=44150N
当t= 1s时,F=1085N
说明:动量定理和现实生活的联系比较紧密,在教学中应多举一些学生熟悉的例子,让学生应用动量定理做出定性的解释。
在运用动量定理解决竖直方向的冲击力问题时,若接触时间很短,则自重可不予考虑,反之,自重就不可忽略,如例4。
当接触时间为ls时,可能有的学生会得出"地面对人的平均作用力小于自重"的结论。
所以,对于自重是否考虑,一般是需要经过计算才能确定的。
问题三:F-t图象问题
例5:竖直上抛一物体,不计阻力,取向上为正方向,则物体在空中运动的过程中,动
量变化△P 随时间t 的变化图线是下图中的哪一个?
分析:从分析运动情景和物体受力分析入手,由动量定理Ft=△p 得△P 正比于时间t ,由此不难得出答案。
通过此题主要是让学生明白利用动量定理处理图象问题的思路和方法。
问题四:整体法应用动量定理
例6:体重是60kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护,使他悬挂起来,已知弹性安全带缓冲时间是1.2s ,安全带长5m ,则安全带所受的平均冲力多大?(g=10m/s 2)
解答:根据题意画出示意图,下面用两种方法求解:
方法一:分段列式。
人从高空落下到安全带伸直(未张紧)的过程中,作自由落体运动,所以安全带伸直时人的即时速度V 0=s m gh /1051022=⨯⨯=
安全带开始张紧对人产生拉力,直至最后静止,人的初状态:速度为V 0,方向向下,末状态:速度V`=0,这个过程经过的时间为1.2s ,在此过程中人的受力情况中如图所示,取竖直向下为正方向,根据动量定理得:
(mg -F )t=mV`-mV 0 解得N mg t
mV mV F 1100`0
=+-=
,方向向上。
方法二:对全程列式。
取向下为正,mg(t 1+t 2)-Tt 2=0,其中自由落体时间t 1=s g
h
12=,安全带缓冲时间t 2=1.2s ,所以F=1100N
说明:可见,在用动量定理解题时,一定要分清物体运动过程,若一个过程可分不同性质的过程,选用“对全程列式”可使问题简化。
五、作业:1、复习整理 2、预习《动量守恒定律》
甲
乙
丙
丁。