16.2动量和动量定理_导学案
《动量和动量定理》导学案
课时16.2动量和动量定理1.了解物理学中动量概念的建立过程,体会几代科学家对碰撞中“不变量”的不断追寻。
2.理解动量、动量变化量的概念及其矢量性,能判断动量的方向,会计算一维运动物体的动量变化。
3.理解冲量的概念及其矢量性,理解动量定理的含义及其表达式,知道动量定理适用于变力作用的过程。
4.会用动量定理解释有关现象,并且掌握用动量定理计算有关一维运动的实际问题的能力。
5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
重点难点:理解动量定理及其矢量性,能掌握一维情况下的计算问题。
教学建议:动量、动量变化量及冲量的矢量性在研究动量定理和动量守恒定律时都很重要,但是学生初学时往往对此认识不够,需要一开始讲解时,就强调它们的矢量性;在讲解动量定理之前,要做好演示实验;在分析例题时,要明确研究对象和研究的物理过程中的初、末状态,加深对动量定理矢量性的理解;动量定理在生产和生活中都有广泛的应用,要引导学生分析一些应用实例,培养学生运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。
导入新课:在日常生活中,有不少应用动量定理的事例,跳远时要跳在沙坑里;跳高时在下落处要放海绵垫子;从高处往下跳,落地后双腿往往要弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎;等等。
这样做的目的是什么呢?通过我们今天的学习,同学们便可以知道其中的奥秘。
1.动量(1)物理学中把物体的①质量与其某时刻的②速度的乘积叫作物体在此时刻的动量,用字母③p表示,动量的单位是④kg·m/s。
(2)动量是⑤矢量,动量的方向与⑥速度的方向相同。
2.动量的变化(1)物体在某段时间内⑦末动量与⑧初动量的矢量差叫作物体这段时间内的动量的变化。
(2)计算式:Δp=⑨p'-p。
(3)动量的变化也是⑩矢量。
3.冲量(1)物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力在这段时间内的冲量,用字母I表示,冲量的单位是N·s。
(2)计算式:I=F(t'-t)。
高二物理人教版选修35 16.2动量和动量定理导学案
动量和动量定理【探究案】探究一、动量P1、定义:2、公式:单位:3、理解要点:(1)状态量:动量包含了"参与运动的物质"与"运动速度"两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性.(2)矢量性:动量的方向与速度方向一致。
3.动量变化△p.定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为P和P’,则称:△P=P’-P为物体在该过程中的动量变化.例1、关于动量的概念,以下说法中正确的是( )A.速度大的物体动量一定大B.质量大的物体动量一定大C.两个物体的质量相等,速度大小也相等,则它们的动量一定相等D.两个物体的速度相同,那么质量大的物体动量一定大变式训练、质量为1kg的小球以5m/s的速度竖直落到水平地面上,然后以3m/s的速度反弹.若取竖直向上方向为正方向,则小球的动量的变化是( ) A.+2kg·m/s B.-2kg·m/s C.+8kg·m/s D.-8kg·m/s探究二、冲量1.定义:2.公式:单位:物理意义:冲量是改变物体机械运动状态的原因。
3.冲量是矢量。
(1) 恒力冲量的方向与恒力方向相同;(2)变力冲量方向与动量的变化量方向一致。
(3)如果物体受几个力的共同作用,则冲量的方向就是合力的方向。
(4)求冲量不仅求大小,还需求方向。
例2、质量为2Kg的物体A,放在光滑的水平面上,受F=10N的力作用了10秒,则在此过程中F的冲量大小是_________,重力的冲量大小是_________,支持力的冲量是_________,合力的冲量是_________,合力的冲量与各分量的关系是_________。
变式训练:恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是()A.拉力F对物体的冲量大小为零B.拉力F对物体的冲量大小为FtC.拉力F对物体的冲量大小是Ft cos θD.合力对物体的冲量大小为零探究三、动量定理(1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)表达式:或例3、如图所示,一个质量为m的物体,在动摩擦因数为μ的水平面上运动,受到一个与运动方向相同的恒力F作用,经过时间t,速度由v增加到v′.探讨1:在时间t内拉力F的冲量和合外力的冲量各是多大?探讨2:在此过程中,物体动量的变化量是多大?探讨3:恒力F的冲量与物体动量的变化量相等吗?变式训练:一鸡蛋质量m=0.05Kg,从高度h=0.8m由静止自由下落,在下列两种情况下,求鸡蛋所[受到的平均冲力?(1)、鸡蛋落在硬面上,与硬面作用时间为t=0.01s ,则鸡蛋所受到的平均冲力?(2)、鸡蛋落在软垫上,与软垫作用时间为t=1 s,则鸡蛋所受到的平均冲力?【巩固案】1、关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是()A.物体的动量等于物体所受的冲量B.物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小]C.物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同D.物体的动量变化方向与物体的动量方向相同2、物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下,在整个过程中( )A.重力的冲量最大B.弹力的冲量最大C.摩擦力的冲量最大D.三个力的冲量一样大3、、质量为10 kg的物体,当其速率由3 m/s变为4 m/s时,它的动量变化量Δp的大小不可能是()A.10 kg·m/sB.50 kg·m/sC.70 kg·m/sD.90 kg·m/s4、如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,恒定的水平拉力F作用在B上,A和B一起沿力的方向做匀加速直线运动,则经过一段时间t后( )A.A、B各自所受冲量都为零B.A、B各自所受冲量都不为零C.A所受冲量为零,B所受冲量不为零D.A所受冲量不为零,B所受冲量为零5、A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下述说法中正确的是( )A.相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同B.相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同C.动量的变化率大小相等,方向相同D.动量的变化率大小相等,方向不同6、、将重物P压住纸带,当用一水平力缓缓拉动纸带时,重物会随纸带一起运动,当迅速拉动纸带时,纸带将会从重物下抽出,则下列解释正确的是()A、在缓缓拉动时,纸带给重物的摩擦力较大B、在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力较小C、在缓缓拉动时,纸带给重物的冲量较大D、在迅速拉动时,纸带给重物的冲量较小7、(多选)关于动量的变化,下列说法中正确的是()A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp与速度的方向相同B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp与运动的方向相反C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零D.物体做曲线运动时,动量的增量Δp一般不为零8、质量为m的物体,从地面以初速v竖直上抛,又回到地面.设竖直向上为正方向,不考虑空气阻力,则在整个过程中物体所受到的平均作用力和动量改变量分别为()A.mg,2mv B.-mg,-2mv C.-mg,2mv D.- 12mg,-mv 9、羽毛球是速度最快的球类运动之一,我国运动员林丹某次扣杀羽毛球的速度为342 km/h,假设球的速度为90 km/h,林丹将球以342 km/h的速度反向击回.设羽毛球质量为5 g,试求:(1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量;(2)在林丹的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?10、人们常说“滴水穿石”,请你根据下面所提供的信息,估算水对石头的冲击力的大小.一瀑布落差为h=20 m,水流量为Q=0.10 m3/s,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零.(落在石头上的水立即流走,在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力,g取10 m/s2)。
动量和动量定理导学案
第2节动量和动量定理导学案核心素养定位1.了解物理学中动量概念的建立过程。
2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算一维动量变化。
3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理进行定量计算与定性分析有关现象。
引入:动量概念的引入上节课我们通过实验探究了碰撞中的不变量,你认为这个“不变量”是什么?问题1:阅读课本回答以下问题1.动量(1)定义:物体的和的乘积。
(2)表达式:。
(3)单位:,符号:。
(4)矢量性:方向与的方向相同,运算遵守。
(5)动量是描述物体运动状态的物理量,是(6)动量具有:通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是指物体的动量。
问题2:如何求解动量的变化量一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内与的矢量差,动量的变化量也是矢量,Δp= (矢量式)。
(2)动量矢量始终保持在一条直线上时的运算: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运算(此时的正、负号仅代表方向,不代表大小)。
问题3:用牛顿第二定律推导动量定理设置物理情景质量为m的物体,在恒定的合外力F作用下,做匀变速直线运动,在t时刻速度为v,t′时刻速度为v′。
试推导合外力F,问题4:对冲量的认识3.冲量(1)定义:力与力的作用的乘积。
(2)表达式:I=。
(3)单位:牛顿·秒,符号N·s。
(4)方向:恒力冲量的方向与的方向相同。
(3)冲量是,反映了力对时间的积累。
如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的时间内,物体所受各力的冲量.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)问题5:认识动量定理4.动量定理(1)内容:物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受的冲量。
教学设计10:16.2 动量和动量定理
16.2 动量和动量定理一、教材分析1、《课程标准》的要求:理解动量和冲量的概念以及动量定理的确切含义,会用动量定理解释有关现象及计算简单问题。
2、本节内容在物理知识体系中的地位本节内容是牛顿第二定律的进一步展开。
它侧重于力在时间上的积累效果,为解决力学问题开辟了新的路径,尤其是打击和碰撞类的问题。
所以动量定理知识与人们的日常生活,生活技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着重要意义。
二、学情分析在高一时,学生已经掌握了牛顿第二定律,动力学分析方法,动能和动能定理的相关内容,这些知识为本节内容的学习奠定了基础。
此外,经过前面的学习已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力,而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。
这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。
由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法,再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望,所以要掌握动量定理是完全能够实现的。
三、教学目标1、知识与技能(1)理解动量的概念,知道动量和动量变化均为矢量,会计算一维情况下的动量变化。
(2)理解冲量的概念,知道冲量是矢量,掌握冲量和动量变化的关系。
(3)理解动量定理的确切含义,掌握其表达式。
(4)能运用动量定理解释有关现象和计算简单的问题。
2、过程与方法(1)通过观察与思考,培养学生观察、总结的能力;(2)引导学生在研究过程中主动获取知识,应用知识解决问题,同时在过程中培养学生协作学习的能力。
3、情感、态度与价值观(1)了解自然科学规律发展的深远意义及对社会发展的巨大推动作用,激发学生积极向上的人生观、价值观;(2)通过实践和探究培养学生的分析问题、解决问题的能力。
培养学生具体问题具体分析、理论联系实际的能力;(3)通过动量定理的推导,培养学生实事求是的科学态度和严谨的推理方法。
四、教学重点与难点1、教学重点:(1)动量和冲量概念的理解。
(2)动量定理的推导和对动量定理的理解;(3)利用动量定理解释有关生活现象和相关计算。
人教版高中物理选修(3-5)-16.2《动量和动量定理》导学案
第十六章动量守恒定律
第2节动量和动量定理
【温故知新】
1.速度的变化量:Δv= = .
2.加速度的定义式:a = .
【知识目标】
1.理解动量和冲量的概念
2.知道牛顿第二定律可以用动量概念来表示
3.能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式
4.知道动量定理适用于变力,会运用动量定理理解生活中的物理现象
【重点、难点】
1.能用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式
2.学会用动量定理解释现象和处理有关的问题
【学习过程】
例题1:一个质量m=5kg的物体。
在光滑的水平面上以初速度v0=10m/s运动,现加一与v0同向的水平恒力F,使末速度v t=30m/s。
求:
(1)动量的变化量ΔP?
观察分析:从这个题目中你有什么发现?
例题2.一个质量m=5Kg 的物体。
在光滑的水平面上以初速度v 0=20m/s 运动,现加一与v 0反向的水平恒力F 使其静止。
求: (1)动量的变化量ΔP ?
(2)右表中不同恒力作用时所用的时间t 分别为多少?
分析比较:你的发现还成立吗? 一.冲量
1.定义:在物理学中,把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
用I 表示。
2.请根据定义写出冲量I 的定义式:I = ,I 应该是一个 量,其方向应该与 的方向一致。
单位是 .
3.冲量的计算
例题3:质量为m 的小球由高为H 、倾角为θ的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,小球所受的重力、弹力、合力的冲量各是多大? 小结:
(1)恒力的冲量: .。
高中物理 动量和动量定理 导学案
第二节动量和动量定理【课前预习纲要】【考试要求】动量、冲量、动量定理及其应用【目标导学】1.了解物理学中动量概念的建立过程。
2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。
3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
重点:理解动量定理难点: 1.理解动量定理的矢量性 2.利用动量定理解释实际问题【学法指导】1.(课前完成部分)自主阅读课本6页—11页,体会动量和动量定理,并完成预习自测部分,20分钟内完成。
2.(课内完成部分)(1)通过思考,独立完成导学纲要中‘自主学习’及‘自主探究’部分;(15分钟)(2)小组合作,完成‘合作探究’部分内容。
(15分钟)(3)教师对‘合作探究’进行精讲(10分钟)3.(课后完成部分)课外拓展巩固纲要(10分钟)【预习自测】一.动量1、概念:在物理学中,物体的和的乘积叫做动量。
2、定义式:3、单位:4、对动量的理解:(1)矢量性:动量的方向与方向一致。
(2)瞬时性:动量的定义式中的v指物体的瞬时速度,从而说明动量与或对应,是(状态量或过程量)。
(3)相对性:速度具有相对性,参考系不同,就不同。
二、动量的变化量1.定义:物体的与之矢量差叫做物体动量的变化.2.表达式:3.矢量性:动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量,一维情况下,提前规定正方向,∆p的方向与△v的方向 .4.动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量三、冲量: ___ ___与_________的乘积叫冲量。
公式:I=_________。
单位:_________。
它反映了力的作用对_______的积累效果。
说明:①冲量是过程量,求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。
②冲量是矢量,冲量的方向不一定是力的方向,只有恒力冲量的方向才与力的方向。
③上式只能用来计算恒力的冲量。
④力作用一段时间便有了冲量,与物体的运动状态无关。
§16.2:动量和动量定理
§16.2:动量和动量定理(陈水兵2014、4、15)【学习目标】:1.知道冲量的定义,理解冲量的矢量性.2.理解动量定理的含义及表达式,并用来解决实际问题.【自主学习】:1、动量(momentum)(1)定义:物体的的乘积,称为(物体的)动量。
P = 单位:kg·m/s 读作“千克米每秒”。
(2)特点:①状态量:动量包含了“”与“”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。
②矢量性:动量的方向与方向一致。
③我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向。
2、动量的变化量:(1)定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则△p= p′-p为物体在该过程中动量的变化。
(2)注意:动量变化△p是矢量。
方向与相同。
一维情况下:Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。
计算结果中的正负号仅代表______,不代表______。
3、冲量(1)概念:____与______________的乘积.(2)定义式:I=______.(3)物理意义:冲量是反映力对______累积效果的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越______.(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是__________,符号为________.(5)矢量性:与力的方向______.4.动量定理(1)内容:物体在一个过程始末的__________等于它在这个过程中所受力的______.(2)公式:Ft=________或________________=I.5.动量定理与牛顿第二定律(1)联系:动量定理的物理实质与牛顿第二定律是______,但在很多问题中,动量定理应用起来更方便.(2)区别①反映的对应关系不同:牛顿第二定律是反映__________之间的瞬时对应关系;而动量定理是反映在某段运动过程中力对时间的积累(冲量)与该过程物体的__________之间的对应关系. ② 适用范围不同:牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动,对高速运动的物体和__________不适用,而动量定理是__________的 【合作探究】 :用动量概念表示牛顿第二定律 1.推导过程物体受恒力作用做匀变速直线运动,在时刻t 物体的初速度为v ,在时刻t ′的末速度为v ′.F =ma =m v ′-v t ′-t =mv ′-mv t ′-t =p ′-pt ′-t =______________2.意义:ΔpΔt反映动量变化的______,物体动量的变化率等于它__________.例1:如图16-6-2所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg 的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s 的时间内,物体所受各力的冲量及合外力的冲量.(g 取10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)图16-6-2例:2:在撑竿跳比赛的横杆下方要放上很厚的海绵垫子,为什么?设一位撑竿跳运动员的质量为70 kg ,越过横杆后从h =5.6 m 高处落下,落在海绵垫上和落在普通沙坑里分别经时间Δt 1=1 s 、Δt 2=0.1 s 停下.试比较两情况下海绵垫和沙坑对运动员的作用力.【针对训练】:1.物体A 和B 用轻绳相连,在轻质弹簧下静止不动,如图16-6-6甲所示,物体A 的质量为m ,物体B 的质量为M .当连接A 、B 的绳突然断开后,物体A 上升经某一位置时速度的大小为v ,这时物体B 下落速度的大小为u ,如图乙所示.这段时间里,弹簧的弹力对物体A 的冲量为( )A.mv B.mv-MuC.mu+Mu D.mv+mu 图16-6-6 2.在光滑水平面上有两个质量均为2 kg的质点,质点a在水平恒力F a=4 N作用下由静止开始运动4 s,质点b在水平恒力F b=4 N作用下由静止开始运动4 m,比较这两质点所经历的过程,可以得到的正确结论是( )A.质点a的位移比质点b的位移大B.质点a的末速度比质点b的末速度小C.力F a做的功比力F b做的功多D.力F a的冲量比力F b的冲量小图16-6-33.如图16-6-3所示,质量为m的物体在跟水平方向成θ角的力F作用下,以速度v 匀速前进t秒钟,则物体在这段时间内受到力F的冲量与合外力的冲量各为( ) A.Ft,Ft cosθ B.Ft sinθ,Ft cosθC.Ft,Ft sinθD.Ft,04.(2009·重庆高考)2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注.冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图16-6-7所示,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点.已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g.图16-6-7(1)求冰壶在A点的速率;(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;(3)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离.5.如图16-6-8所示,l、m已知(l为摆长,m为摆球质量),最大摆角小于5°,当小球摆到B点并向左运动时,有质量为M置于光滑水平面上的物体在一水平向右恒力作用下开始运动,要使两物体的动量有可能相同,作用在物体上的恒力应为多大?图16-6-86.国产水刀——超高压数控万能水切割机以其神奇的切割性能在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上引起轰动,它能切割40 mm厚的钢板、50 mm厚的大理石等材料.水刀就是将普通的水加压,使其从口径为0.2 mm的喷嘴中以800~1000 m/s 的速度射出的水射流,我们知道,任何材料承受的压强都有一定限度,下表列出了设想有一水刀的水射流横截面积为S,垂直入射的速度v=800 m/s,水射流与材料接触后,速度为零,且不附着在材料上,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,则:(1)推导水刀产生压强p的表达式;(2)判断此水刀不能切割上述材料的哪一种.7.如图16-6-9所示,固定在轻质弹簧的两端质量分别为M1=0.5 kg、M2=1.49 kg的两个物体,置于光滑的水平面上,M1靠在光滑的竖直墙上.现有一颗质量M=0.01 kg的子弹,以600 m/s的水平速度射入M2中,最后M1和M2都将向右运动.求竖直墙对M1的冲量.图16-6-9 【教学反思】:§16.2:动量和动量定理导学案答案自主学习3.(1)力 力的作用时间 (2)Ft (3)时间 大 (4)牛顿·秒 N ·s (5)相同4.(1)动量变化量 冲量 (2)Δp p 2-p 15.(1)相同的 (2)力和加速度 动量变化 微观粒子普遍适用合作探究:1.ΔpΔt2.快慢 所受的力 例题1:解析:物体沿斜面下滑过程中,受重力、支持力和摩擦力的作用,冲量I =Ft ,是矢量.重力的冲量I G =Gt =mgt =5×10×2 N·s=100 N·s,方向竖直向下.支持力的冲量I F =Ft =mg cos α·t =5×10×0.8×2 N·s=80 N·s,方向垂直于斜面向上.摩擦力的冲量IF f =F f t =μmg cos α·t =0.2×5×10×0.8×2 N·s=16 N·s,方向沿斜面向上.合外力的冲量I 合=F 合t =(mg sin α-μmg cos α)t =(5×10×0.6-0.2×5×10×0.8)×2 N·s =44 N·s,方向沿斜面向下.答案:重力:100 N·s,方向竖直向下;支持力:80 N·s,方向垂直于斜面向上;摩擦力:16 N·s,方向沿斜面向上;合力:44 N·s,方向沿斜面向下例题2:解析:规定竖直向上为正方向,则运动员着地(接触海绵或沙坑)过程中的始、末动量为p =mv =m 2gh ,p ′=0 受到的合外力为F =F N -mg .由牛顿第二定律的动量表述公式F =ΔpΔt即F N -mg =0-(-m 2gh )Δt ,所以F N =mg +m 2ghΔt落在海绵垫上时,Δt 1=1 s ,则F N1=(70×10+70×2×10×5.61)N≈1441 N落在沙坑里时,Δt 2=0.1 s ,则F N2=(70×10+70×2×10×5.60.1)N≈8108 N放上海绵垫后,运动员发生同样动量变化的时间延长了,同时又增大了运动员与地面(海绵垫)的接触面积,可以有效地保护运动员不致受到猛烈冲撞而受伤.两者相比F N2≈5.6F N1. 答案:见解题指导同步检测1.选D弹簧的弹力是变力,作用时间t 也未知,不能直接用公式I =Ft 来计算,应该用动量定理求解.对物体A :I 弹-mgt =mv ,对物体B :Mgt =Mu ,由两式联立可得I 弹=mv +mu .则D 选项正确.2.选AC质点a 的位移x a =12at 2=12F a m t 2=4×422×2m =16 m ,由动量定理F a t a =mv a ,v a =F a t a m =4×42m/s =8 m/s ,由动能定理得F b x b =12mv 2b ,v b =2×4×42m/s =4 m/s ,力F a 做的功W a =F a ×x a=4×16 J =64 J ,力F b 做的功W b =F b ×x b =4×4 J=16 J ,力F a 的冲量I a =F a t a =4×4 N·s =16 N·s,力F b 的冲量I b =Δp b =m (v b -0)=2×(4-0)N·s=8 N·s.综上可得A 、C 选项正确.3.选D力F 的冲量就是力F 与作用时间的乘积I F =Ft .物体以速度v 匀速前进,所受合力为零,合力的冲量也为零,故选项D 正确.4.解析:(1)由-μmgL =0-12mv 2A 得:v A =2μgL(2)由I =mv A ,将v A 代入得I =m 2μgL(3)设A 点与B 点之间的距离为x ,由-μmgx -0.8μmg (L +r -x )=0-12mv 2A ,将v A代入得x =L -4r .答案:(1)2μgL (2)m 2μgL (3)L -4r 5.解析:摆球在B 点的动量大小:p 1=m 2gl (1-cos θ).欲使二者动量相同,F 作用的时间t =(n +12)T .由动量定理 Ft =Mv .即: Ft =m 2gl (1-cos θ) 其中 T =2πl /g联立得 F =2(1-cos θ)(2n +1)πmg (n =0,1,2,3…)答案:2(1-cos θ)(2n +1)πmg (n =0,1,2,3…)6.解析:取Δt 时间内喷出的水为研究对象,这部分水的质量为Δm =ρSv Δt ,这部分水经过时间Δt 后都由v 变为0,取水喷出方向为正方向,对这部分水由动量定理得:-F Δt =Δm ×(0-v ),得: F =ρSv 2Δt Δt=ρSv 2,p =FS=ρv 2, 代入数据得: p =6.4×108Pa.所以,水刀不能切割C 铸铁和D 工具钢.答案:(1)p =ρv 2(2)不能切割C 铸铁和D 工具钢 7. 解析:设子弹M 和物体M 2碰后的共同速度的大小为v ′,对M 2和M 由动量守恒有:Mv =(M +M 2)v ′,当M 2和M 以共同速度v ′(方向向左)压缩弹簧而后又回到碰撞的初位置时,由机械能守恒,M 2和M 的共同速度的大小仍为v ′(方向向右),此时竖直墙对M 1的作用力为零.取M 1、弹簧以及M 2和M 这一系统为研究对象,从M 2与M 作用后到又回到初位置的整个过程,设墙对M 1的冲量大小为I ,对系统由动量定理有:I =(M 2+M )v ′-[-(M 2+M )v ′],由以上两式得:I =2Mv =2×0.01×600 N·s=12 N·s,即墙对M 1的冲量的大小为12 N·s,方向向右.答案:大小为12 N ·s,方向向右。
选修3-5§16.2动量和动量定理__导学案
班级:组别:姓名:组内评价:教师评价:§16.2 动量和动量定理课型:新授课【学习目标】1.了解物理学中动量概念的建立过程。
2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。
3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
【学习重点】理解动量定理【学习难点】 1.理解动量定理的矢量性2.利用动量定理解释实际问题【学习方法】探究讨论【知识链接】上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后的矢量和保持不变,因此很可能具有特别的物理意义。
【课本导学】自主探究一:阅读课本第6----7页,完成以下问题。
一.动量1、概念:在物理学中,物体的和的乘积叫做动量。
2、定义式:3、单位:4、对动量的理解:(1)矢量性:动量的方向与方向一致。
(2)瞬时性:动量的定义式中的v指物体的瞬时速度,从而说明动量与或对应,是(状态量或过程量)。
(3)相对性:速度具有相对性,参考系不同,就不同。
二、动量的变化量1.定义:物体的与之矢量差叫做物体动量的变化.2.表达式:3.矢量性:动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量,一维情况下,提前规定正方向,∆p的方向与△v的方向 .4.动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量例1、一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?练习1、通过解答以下三个小题,思考动量与动能的区别。
(1)质量为2 kg的物体,速度由3 m/s增大为6m/s,它的动量和动能各增大为原来的几倍?(2)质量为2kg的物体,速度由向东的3 m/s变为向西的3m/s,它的动量和动能是否变化了?如果变化了,变化量各是多少?(3)A物体质量是2kg,速度是3m/s,方向向东,B物体质量是3kg,速度是4m/s,方向向西。
高中物理人教版(2019)选择性必修第一册导学案:16 2-动量和动量定理
第1、2节动量和动量定理姓名:班别:【学习目标】物理观念:理解动量、冲量的概念,会计算一维情况下的动量变化量。
理解动量定理的含义及其表达式。
科学思维:通过探究的过程,让学生体会得到结论的科学方法:归纳法科学探究:通过实验探究过程组织学生总结出一维碰撞中的守恒量,初步认识动量守恒定律。
科学态度与责任:会用动量定理解释生活中的碰撞、缓冲等现象。
【学习难点】1.动量的矢量性,动量变化量的计算。
2.动量定理的应用及变力冲量的计算问题。
【新知探究】一、自主学习1.动量(1)定义:物体的和的乘积叫做物体的动量.用字母表示,单位:.(2)动量的矢量性:动量是(填“矢”或“标”)量,方向与相同,运算遵循平行四边形定则.2.动量变化量Δp=(1)矢量性:与的方向相同.(2)若p′、p不在一条直线上,要用求矢量差.动量定理1.冲量(1)冲量的定义式:.(2)冲量是(填“过程”或“状态”)量,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(3)冲量是(填“矢”或“标”)量,若是恒力的冲量,则冲量的方向与相同.2.动量定理(1)物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)动量定理的数学表达式:,其中F为物体受到的.二、展示反馈1.关于动量,以下说法正确的是()A.做匀速圆周运动的质点,其动量不随时间发生变化B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相同C.匀速飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比2.质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为()A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同3.放在水平桌面上的物体质量为m,用一个大小为F的水平推力推它t秒,物体始终不动,那么t秒内,推力的冲量大小是()A.F·t B.mg·t C.0 D.无法计算4.从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是() A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长5.质量为60 kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来.已知弹性安全带的缓冲时间是1.5 s ,安全带自然长度为5 m ,g 取10 m/s 2,则安全带所受的平均冲力的大小为( )A .500 NB .1 100 NC .600 ND .1 000 N6.一位质量为m 的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt 时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v ,在此过程中( )A .地面对他的冲量为m v +mg ΔtB .地面对他的冲量为m v -mg ΔtC .地面对他做的功为12m v 2 D .地面对他做的功为零 7.将质量为m =1 kg 的小球,从距水平地面高h =5 m 处,以v 0=10 m /s 的水平速度抛出,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.求:(1)抛出后0.4 s 内重力对小球的冲量;(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp ;(3)小球落地时的动量大小p ′.。
[推荐学习]高中物理《16.2 动量及动量定理》导学案(无答案)新人教版选修3-5
课题
16-2动量及动量定理
课型
新课(第1课时)
学习目标
1、理解动量和冲量的的概念,知道动量和冲量是矢量
2、知道动量变化量的概念,会计算 一维情况下的动量的变化量
3、理解动量定理的确切含义,掌握其表达式
4、会用动量定理解释碰撞、缓冲等现象
学法
导学案学习
项目
点
1.了解动量、动量变化量、冲量的概念。
(4)方向:动量是矢量,它的方向与_____方向相同。
2.动量的变化量:
(1)因为p=mv,是矢量,只要m的大小,v的大小和v的方向三者中任何一个发生了__ ___,动量p就发生变化。
(2)动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速 度的__________的方向相同。
(3)动量变化量Δp的大小,一般都是用末动量减初动量,也称为___________。
(1)当小球落地时,小球的动量;(2)小球从抛出至落地过程中动量的增量。
五、课后练习(作业)
4、跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,这是由于()
A.人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上小
C.人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑里受到的冲力比跳在水泥地上小
2.动量定理的应用:(1)结合“汽车碰撞试验”提出增加安全系数的几点建议。
(2) 在进行跳高或撑杆跳高比赛时,为什么要放上厚厚的海绵垫子?
三、我的疑惑
四、课堂训练
1、下列说法正确的是()
A.速度大的物体,它的动量一定大B.动量大的物体,它的速度不一定大
C.动量大的物体,其动量变化量也一定大D.动量定理只适用于恒力作用的物体
(5)矢量性:如果力的方向恒定,则冲量I的方向与力的方向_____;如果力的方向是变化的,则冲量的方向可由相应时间内物体动量_______的方向确定。
动量和动量定理 导学案
§16.2 动量和动量定理导学案问题一:什么是动量?动量的单位和方向如何确定?1、动量:物体的质量m和速度v的乘积a、表达式为: p=mvb、单位:千克·米/秒,符号是kg·m/sc、矢量性:动量的方向与速度的方向相同d、状态量:速度为该位置或该时刻的瞬时速度e、动量是相对的,与参考系的选择有关。
(通常指相对地面的动量)2、动量的变化量:- p例1:一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?思考:如何从牛顿第二定律入手推导动量的变化?设置物理情景:质量为m的物体,在合力F的作用下,经过一段时间t,速度由v 变为v’问题二:什么是冲量?冲量的单位和方向如何确定?1、冲量定义:作用在物体上的力和作用时间的乘积。
a、表达式:I=Ftb、单位:牛·秒,符号是N·sc、矢量性:方向由力的方向决定,若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同d、过程量,反映了力对时间的积累效应问题三:对动量定理的认识。
1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化表达式:Ft = mv’- mv例2:一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s。
球棒对垒球的平均作用力是多大?例3:一个质量为1.0 kg的小球从20 m高处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0 m,小球与软垫接触时间为1.0 s,在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计,g取10m/s2)例4::假设兔子的头部遭受等于自身体重的撞击力可以致命,设兔子与树桩的作用时间为0.2秒,则兔子奔跑的速度可能是多少?。
§16.2动量和动量定理_导学案
§16.2 动量和动量定理导学案【学习目标】1.了解物理学中动量概念的建立过程;2.了解动量和动量的变化量及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量的变化;3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式;4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题;5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
【学习重点】动量和动能定理【学习难点】动量的变化的计算和动能定理的应用【自主预习】一、动量:1、定义:物体的_________和________的乘积。
2、定义式:p=____________。
3、单位:___________。
4、方向:动量是矢量,方向与___________的方向相同,因此动量的运算服从_____________法则。
5、动量的变化量:(1)定义:物体在某段时间内________与_________的矢量差(也是矢量)。
(2)公式:∆P=_______________(矢量式)。
(3)方向:与速度变化量的方向相同,(4)同一直线上动量变化的计算:选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。
计算结果中的正负号仅代表_________,不代表_________。
二、动量定理1、力与的乘积叫做力的冲量。
2、冲量的数学表达式为I= ,单位:。
3、冲量是矢量,其方向与一致。
3、动量定理的内容是:。
4、动量定理的数学表达式为:。
【课堂检测】动量和冲量1.关于动量的概念,以下说法中正确的是( ).A.速度大的物体动量一定大B.质量大的物体动量一定大C.两个物体的质量相等,速度大小也相等,则它们的动量一定相等D.两个物体的速度相等,那么质量大的物体动量一定大2.下列说法中不正确的是()A.物体的动量改变,则合外力一定对物体做了功;B.物体的运动状态改变,其动量一定改变;C.物体的动量发生改变,其动能一定发生改变D.物体的动能改变,其动量一定发生改变。
16.2动量和动量定理导学案
16.2动量和动量定理导学案一、教学目标(一)知识与技能1 .理解动量和动量变化量及冲量的矢量性;2 .理解动量定理的含义和表达式,知道动量定理适用范围;3 .会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一般的计算问题。
运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式;通过实验验证动量定理的准确性。
(三)情感、态度与价值观通过自主学习,锻炼自己的自觉学习能力,提问能力;通过小组合作学习,增强合作精神,共同解决问题;通过运用所学知识推导新的规律,培养学生学习的兴趣。
二、学情分析牛顿运动定律和动能定理是学生解决物理问题常用的手段,动量定理是通过牛顿第二定律推导出来的,但适用范围改变了,动量定理是解决物理问题的新思路,在实际中有广泛的应用,尤其解决作用时间短、作用力大而且岁时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿运动定律方便的多。
三、重点难点1. 动量定理的确切含义和表达式;2. 动量、冲量以及动量定理的矢量性;3. 会用动量定理解释有关物理现象,并能计算相关题。
四、自主学习知识点一:基本概念(一)、动量:1、定义:物体的________ 禾口______ 的乘积。
2、定义式:p= ____________ 。
3、单位:____________ 。
4、方向:动量是矢量,方向与____________ 的方向相同,因此动量的运算服从 ______________ 法则5、动量的变化量:(1)定义:物体在某段时间内______ 与 __________ 的矢量差(也是矢量)。
(2)公式:?P= ______________ (矢量式)。
(3)方向:_______________________ ,(4)同一直线上动量变化的计算:选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。
计算结果中的正负号仅代表 ______________ ,不代表(二)、动量定理1、力与______________ 的乘积叫做力的冲量。
16.2动量和动量定理教案
16.2动量和动量定理教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN16.2《动量、动量定理》教学设计吴超一、教材分析:《动量定理》选自人教版高中物理选修3-5第十六章第二节。
教学对象为高二学生,本节的主要内容是动量、冲量概念和动量定理的推导、理解及其应用。
从教材内容上看,《动量定理》是牛顿第二定律的进一步展开。
它侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新的途径,尤其是打击和碰撞类的问题。
所以动量定理知识与人们的日常生活,生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着重要意义。
二、学习情况分析:在高一时,学生已经掌握了牛顿第二定律,动能和动能定理的相关内容,这些知识为本节内容的学习奠定了基础。
此外,经过前面的学习,学生已经建立起一定的实验观察能力、抽象思维能力和探究学习能力,而且还掌握了通过建立物理模型探究物理现象的方法。
这也是本节所要强调的、学习和研究动量定理的方法。
由于学生具有这样的知识基础、能力水平和物理思维与方法,再加上他们对未知新事物有较强的探究欲望,所以要掌握动量定理是完全能够实现的。
三、设计思想:本节课以教师为主导、学生为主体,运用“引导→探究”模式进行教学。
通过回顾动能的知识导入新课,引出动量的概念,通过创设物理情境、建立物理模型归纳得出动量定理,并对其进行理解。
运用动量定理解释日常生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力。
在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行学习,充分体现探究的过程与实现对学生探究能力培养的过程。
四、教学目标:【知识与技能】(1).理解和掌握动量的概念,并能正确计算一维空间内物体动量的变化。
(2).理解和掌握冲量的概念,强调冲量的矢量性。
(3).学习动量定理,会用动量定理解释有关现象和处理有关问题。
【过程与方法】(1).通过对动量,动量变化量的研究以及实验探究引入冲量,动量定理(2).用动量定理解释有关现象,在分析、解决问题的过程中培养交流、合作的能力。
人教课标版高中物理选修3-5:《动量和动量定理》导学案-新版
16.2 《动量和动量定理》导学案【学习目标】1.知识目标:理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化;理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
2.能力目标:能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
3.情感目标:在培养学生创造性思维同时,激发学生对自然科学的探索热情。
【学习重点和难点】学习重点:理解动量定理学习难点:1.理解动量定理的矢量性2.利用动量定理解释实际问题【学习过程】引入:模拟蹦极过程,观察演示实验,思考,为什么蹦极时要使用弹性绳,其中的物理原理是什么?一、动量和动量的变化1、动量①概念:②定义式:③对动量的理解:矢量性和瞬时性。
思考讨论:以下几种运动的动量是否变化,为什么?①路面上匀速直线行驶的汽车②空中下落的粉笔头③匀速直线行驶的洒水车④随摩天轮匀速圆周运动的小男孩2、动量的变化①表达式:②理解矢量性。
例1、质量为m=1kg的钢球自高处落下,以速率V1=2m/s碰地,竖直向上弹回,与水平地面碰撞时间极短,离地时速率为V2=2m/s,在碰撞过程中,钢球动量变化为多少?过渡思考:动量为什么会变化呢?推导:用动量概念表示牛顿第二定律设一个物体质量为m ,在恒力F 作用下,在时刻t 物体的速度为v ,经过一段时间,在时刻t ’物体的速度为v ’,尝试由F=ma 和运动学知识推导出力和动量变化的关系?二、冲量和动量定理1、冲量①定义:②表达式:③冲量的矢量性和过程量理解思考讨论:用力去推一个物体,一段时间后仍没能推动。
这个力的冲量为零吗?为什么?合力的冲量为零吗?2、动量定理①内容:②表达式:③动量定理的理解。
例2假设在例一中,球与地面的接触时间为0.1s ,求地面对球的平均作用力大小和方向?vv ’t ’三、动量定理的应用1.鸡蛋落在软垫上不易碎的原因是:()A、减小了鸡蛋的动量B、减小了鸡蛋的动量变化C、减小了对鸡蛋的冲量D、延长了鸡蛋与接触面的作用时间,从而减小了对鸡蛋的冲力2.通过力的传感器,定量的分析蹦极过程中,为什么要使用弹性绳?3.搬运玻璃等易碎品时,箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等;阅读科学漫步,思考,轿车前面的发动机舱是不是越坚固越好?【课堂测评】1.下列说法正确的是()A.动量的方向一定跟物体的速度方向相同,且动量大的物体其速度一定大;B.冲量的方向一定跟对应的作用力方向相同,且冲量大对应的作用力一定大;C.物体受到的冲量方向与物体末动量的方向不一定相同;D.合外力的冲量为零,则物体所受各力的冲量均为零;2、下列说法正确的是()A.根据F=∆P/∆t 可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的力;B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对单间的累积效应,是一个标量;C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便;D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力;。
人教版高中物理选修3-5 16.2动量和动量定理教案
《动量和动量定理》教学设计一、教学内容《普通高中课程标准实验教科书<物理>(人教版选修3-5)》第16章第2节——“动量和动量定理”。
二、教材分析(一)教材地位《普通高中课程标准实验教科书<物理>(人教版选修3-5)》第16章第2节(动量和动量定理)中的动量定理,是物理学的核心内容之一。
动量定理尽管是根据牛顿第二定律推导出来的,但动量定理的适用范围比牛顿第二定律要广。
更重要的是,动量定理将过程量(冲量)与两个简单的状态量(动量)的差(动量的变化)有机地联系在一起,应用起来比牛顿第二定律更方便。
因此,本节课既是本章的核心内容,也是高中物理的重点内容。
(二)新课标要求1、知识与技能:(1)理解动量和冲量的概念。
(2)理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理的适用性、矢量性。
(3)会用动量定理解释有关物理现象,会用动量定理解决实际问题(限一维情况)。
2、过程与方法:(1)通过动量定理的推导过程,培养学生的理论探究能力。
(2)通过阅读课文、科学猜想、讨论交流、理论探究和实验探究,使学生体会自主学习、合作学习的方法。
(3)通过对人类认识动量是矢量的历史过程的学习,使学生体会物理学的研究方法。
3、情感、态度与价值观:(1)通过对人类认识动量是矢量的历史过程的学习,激励学生刻苦学习,勇于探索。
(2)通过实验演示、科学猜想、理论探究和实验探究,激发学生的学习的兴趣和创新欲望。
(3)运用所学知识解释常见现象,解决问题,使学生体味成功的喜悦。
(三)教学重点和难点1、重点:(1)动量定理的物理意义。
(2)应用动量定理解释有关物理现象和解决实际问题。
2、难点:运用动量定理解题(一维问题)的方法。
(四)教法和学法:1、教法:采取综合教学法,如问题激励法、实验演示法、讲授法、练习法、启发式等。
2、学法:自主学习、合作学习、理论探究和实验探究等。
(五)实验器材:生鸡蛋四个,木板一块,厚枕头一个,砖两块,泡沫塑料两块,铁锤一把;实物投影仪一台,多媒体辅助教学设备一套。
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16.2 动量和动量定理导学案
编写:高二年级组
一.动量
1.动量的定义:
2. 定义式:
3.单位:
4.说明:①瞬时性:动量的定义式中的v指物体的瞬时速度,从而说明动量与时刻或位置对应,是状态量。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致,运算遵循平行四边形定则。
通常选地面为参考系。
思考:匀速圆周运动的物体在运动过程中动量变化吗?为什么?
二、动量的变化量:
1.定义:若某一运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p= p′-p 为物体在该过程中的动量变化(量)。
说明:动量变化△p也是矢量。
一维情况下,Δp= mυ/- mυ
【例1】一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?
思考讨论:以下几种运动的动量变化情况(即动量大小,方向的变化情况)。
1. 物体做匀速直线运动
2. 物体做自由落体运动
3.物体做平抛运动
4. 物体做匀速圆周运动
三、用动量概念表示牛顿第二定律
一质量为m的物体在一段时间Δt内受到一恒力F的作用,作用前后的速度分别为v和v/,请你用动量表示出牛顿第二定律。
最终你得到的表达式为:F=_________。
物理意义:物体所受的力等于物体动量的_______ 。
四、动量定理
上式可以变形为Δp=FΔt,从中可以看出力越大,作用时间越长,物体的动量变化越大。
说明FΔt这个量反映了力的作用对时间的积累效应。
1、冲量:定义:______与______________的乘积叫冲量。
公式:I=_________。
单位:______
__ _
说明:①冲量是过程量,求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。
②冲量是矢量,冲量的方向不一定是力的方向,只有恒力冲量的方向才与力的方向相同。
③上式只能用来计算恒力的冲量。
④力作用一段时间便有了冲量,与物体的运动状态无关。
思考:用力去推一个物体,一段时间后仍没能推动。
这个力的冲量为零吗?为什么?这个力对物体做功了吗?又为什么?
2、动量定理:物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。
表达式为F合t=_________或___________=I合
说明:1、F指合外力
2、注意表达式中物理量的方向性
3、当力是变力时,F合指变力在作用时间内的平均作用力
4、动量定理普遍适用,无论直线曲线,恒力变力,力的作用时间是否相同都适用。
利用动量定理解题,必须按照以下几个步骤进行:
⑴明确研究对象和研究过程。
⑵进行受力分析。
⑶规定正方向。
⑷写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。
【例2】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度大小为45m/s。
若球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对球的平均作用力多大?
提示:动量定理是个矢量式,计算中注意各物理量的方向。
思考1:从动量定理的表达式和上述例子可以知道:要使物体的动量发生一定的变化,可以有哪些办法呢?
思考2:你可以解释玻璃杯掉到水泥地面和掉到海绵上为什么会出现不同的现象吗?生活生产中还有类似的应用吗?
质量检测题
1.关于动量的概念,以下说法中正确的是( ).
A.速度大的物体动量一定大 B.质量大的物体动量一定大
C.两个物体的质量相等,速度大小也相等,则它们的动量一定相等
D.两个物体的速度相等,那么质量大的物体动量一定大
2.下列运动中,在任何相等的时间内物体的动量变化完全相同的是( ).
A.竖直上抛运动(不计空气阻力) B.平抛运动(不计空气阻力)
C.匀速圆周运动 D.匀变速运动
3.如图所示,p、p,分别表示物体受到冲量前、后的动量,短线表示的动量大小为15kg·m/s,长线表示的动量大小为30kg·m/s,箭头表示动量的方向.在下列所给的四种情况下,物体动量改变量相同的是( ).
A.①② B.②④ C. ①③ D. ③④
4、下列说法正确的是[ ]
A.动量的方向与受力方向相同 B.动量的方向与冲量的方向相同
C.动量的增量的方向与受力方向相同 D.动量变化率的方向与速度方向相同
5、在距地面h高处以v0水平抛出质量为m的物体,当物体着地时和地面碰撞时间为Δt,则这段时间内物体受到地面给予竖直方向的冲量为 [ ]
6、如图1示,两个质量相等的物体,在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下到达斜面底端的过程中,相同的物理量是()
A.重力的冲量
B.弹力的冲量
C.合力的冲量
D.刚到达底端的动量
E.刚到达底端时的动量的水平分量
F.以上几个量都不同
7、A、B两个物体都静止在光滑水平面上,当分别受到大小相等的水平力作用,经过相等时间,则下述说法中正确的是 [ ]
A.A、B所受的冲量相同B.A、B的动量变化相同
C.A、B的末动量相同 D.A、B的末动量大小相同
8、A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下述说法中正确的是 [ ]
A.相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同
B.相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同
C.动量的变化率大小相等,方向相同
D.动量的变化率大小相等,方向不同
9、关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是 [ ]
A.物体的动量等于物体所受的冲量
B.物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小
C.物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同
D.物体的动量变化方向与物体的动量方向相同
10、一个质量为m的小球以速率v垂直射向墙壁,被墙以等速率反向弹回.若球与墙的作用时间为t,则小球受到墙的作用力大小为[ ]
A.mv/t B.2mv/t C.mv/2t D.0
11、人从高处跳到低处,为了安全,一般都是让脚尖先着地,接着让整个脚底着地,并让人下蹲,这样做是为了[ ]
A.减小人受到的冲量 B.减小人的动量变化
C.延长与地面的作用时间,从而减小人受到的作用力
D.延长与地面的作用时间,使人所受地面给他的弹力小于人所受的重力
12、下列说法正确的是()
A.物体动量的变化率等于它所受的力
B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量
C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同,但有时用起来更方便
D.易碎品运输时要用柔软材料包装,是为了延长作用时间以减小作用力
13.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,地面对钢球冲量的方向和大小为( )
A.向下,m(v1-v2)
B.向下,m(v1+v2)
C.向上,m(v1-v2)
D.向上,m(v1+v2)
14.某人身系弹性绳自高空p点自由下落,如图所示a点是弹性绳的原长位置,c
点是人所到达的最低点,b点是人静止悬吊时的平衡位置.不计空气阻力,则下列
说法中正确的是( )
A.从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量
B.从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功
C.从p至b过程中人的速度不断增大
D.从a至c过程中加速度方向保持不变
15.质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。
与地面碰撞后。
上升的最大
高度为3.2m,设球与地面作用时间为0.2s,则小球对地面的平均冲力为多大?。