资源简介 作者学校课题教材第二节:动量定理(课时1)粤教版普通高中教科书物理选择性必修(第一册)教学目标教学目标:1.经历推导动量定理过程,能够知道动量定理表达式的来源,理解动量理解动量定理及其表达式。2.会用动量定理解释有关现象,会计算简单的实际问题。。3.经历用表格处理数据的过程,从表格中发现物理规律,培养学生收集信息、获取证据的能力。4.学会分析生活现象和处理有关问题,培养学生理论联系实际的能力,建立尊重事实、勇于探索、勇于担当的科学态度与责任。教学重点:动量定理的推导、利用动量定理解释相关现象。教学难点:理解动量定理的确切含义、利用动量定理解决实际问题。教学过程教时间学环节主要师生活动1分钟环节一:引[师]:上一节课我们学习了两个跟碰撞相关的概念:动量和冲量,分别从状态和过程两个角度来描述碰撞。生活中,碰撞的例子比比皆是,如:篮球撞击篮板、鸡蛋掉落地面、汽车追尾,其共同特点是:碰撞前后物体的动量发生了变化,有力持续作用在物体上。入那么动量变化量、力、时间三者之间存在怎样的定量关系?下面我们从牛顿第二定律出发,探讨一段时间内动量变化量和合力作用的关系。14分钟环节二:先从最简单的情境入手:[师]:如图,一个物体质量为 ,初速度为 ,在恒定合力F的作用下,经过0一段时间t,速度变为 。 动量定理推导和理解根据牛顿第二定律:F = 0由运动学公式: = 可得:Ft = m 该式表明:等式的右边是合力的冲量,右边是动量变化量,物体所受合力的0冲量等于物体动量的改变量,这就是动量定理。我们来加深一下动量定理的理解:1.表达式:动量定理可以表达成 = 或 = 形式,F是物体所 0合受的合外力。2.矢量性:冲量和动量都是矢量,表达式等号包含大小和方向相同两个含义,动量定理是个矢量式,在使用的时候注意选定正方向。3.因果性:动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因,合力的冲量是动量变化的量度。若发生一个大的动量变化,必定有一个大的冲量。一个大的冲量,既可以是在很短时间内作用一个较大的作用力,也可以是用一个较小的作用力作用较长的时间。4.动量定理即适用于恒力也适用于随时间变化的力,在变力作用时,动量定理中的F通常取力在作用时间内的平均值。现在我们用动量定分析下列说法4分钟环节三:利用定量定理解决实际问题例题1:下列关于动量定量的说法中正确的是(A.物体所受合力冲量越大,它的动量也越大)B.物体所受合力不为零,它的动量、动能一定要改变C.物体动量的方向就是它所受合力的冲量方向D.如果物体(质量不变)的速度发生变化,则可以肯定它受到的合力的冲量不为零答案D[师]:例题2:一辆质量为2200kg的汽车正在以90km/h的速度匀速行驶,突然前方出现复杂路段,如果驾驶员轻踩刹车制动,汽车在21s内停下;如果驾驶员急踩刹车制动,可在3.8s内使车停下。求这两种情况下使汽车停下的平均作用力。解:设汽车初始运动的方向为正方向,平均力为F. 0 =90km/h=25m/s初动量: = m =2200 × 25 / =5.5 × 104 / 00末动量: = m = 0 根据动量定理得:Ft= - 0 - 当 =21s, = 0≈ 2.6 × 103 ;112 - 当 =3.8s, = 0≈ 1.4 × 104 。22 2负号代表作用力的方向为负10 环若例题中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大的平均作用力才能使汽车停下来,并计算从开始刹车到停下来所滑行到距离。分析数据,并说说有什么领悟?分钟节四:讨论与交流汽车刹车时间t/s201052.51使汽车停下来的平均作用力F/N-2750-5500-11000-22000-55000汽车刹车过程滑行的距离s/m25012562.531.2512.5根据例题方法,可以算出不同时间的平均作用力如下表根据动能定理,平均作用力做功等于动能变化量:1Fs=0- 20212 20得:s=, 代入对应的平均力,求刹车过程滑行的距离,结果填入表中表:从表格中可以看出:1.行驶中的汽车要想在紧急刹车时受到较小冲击力,必须有较长的刹车时间。2.行车时要预判哪些情况下可能需要紧急刹车。如在三岔路口和靠近人群的地方,应提前减速,以减小紧急刹车时的冲击力和刹车过程滑行的距离,保证行车安全。拓展:(1)安全带相关知识同时为了减轻碰撞时驾乘人员的伤害,汽车要安装安全气囊,乘车时要佩戴安全带。观看乘车佩戴安全带和安全气囊相关知识。思考:安全气囊,佩戴安全带为什么可以起到保护作用当发生交通事故时,根据动量定理,动量变化量一定,缓冲时间长,作用力3小。(2)安全装置是用弹性较大的材质做成蹦极中用的是弹性较大的弹性绳,而不是难以伸长的麻绳观看蹦极运动视频,理解蹦极人员的运动过程跳高运动要铺设弹性较大的垫子,而不是直接落在地上观看跳高运动视频,理解远动员的运动过程,明白垫子的作用运输鸡蛋要用泡沫盒,气垫鞋都是为了延长作用时间减小作用力,从而起到保护作用。(3)有趣实验现象观看视频,理解快速抽纸条和慢抽纸条,瓶子运动状态变化不同,是因为合力大小不变,时间越长,动量变化量越大。3习题讲解学以致用例 3:一质量为 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,则在此过程中,下列说法正确的是1mv2A. 地面对他的冲量为 mv+mgΔt,地面对他做的功为2B. 地面对他的冲量为 mv+mgΔt,地面对他做的功为零1mv2C. 地面对他的冲量为 mv,地面对他做的功为2D. 地面对他的冲量为 mv-mgΔt,地面对他做的功为零解析:人的速度原来为零,起跳后变为 v,选地面作用力方向上为正方向由动量定理可得:I-mgΔt=mv,故地面对人的冲量为 mv+mgΔt人在跳起时,人受到的支持力没有产生位移,故地面对人的支持力不做功,选项 B 正确。例 4:如图所示为作用在某物体上的合外力随时间变化的关系图像,若物体开始时是静止的,则前 3 s()A. 物体的位移为 0B. 物体的动量改变量为40 kg·m/sC. 物体的动能变化量为0D. 物体的改变量为0解析:由图可知 0~3s 内合力的冲量: = (20 × 1 + ( 10) × 2) 合根据动量定理可知: = =0,即 3s 时速度为 0合则动量变化量为 0,动能变化量也为 0,B 错误,C 正确;物体先加速后减速第三秒时位移最大,A 错误。4物体机械能包括动能和重力势能,因为物体的重力势能是否改变不能判断,因此物体的机械能是否改变不能确定,选项 D 错误。1分 环钟 节五今天我们学习了动量定理:物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。1.知道动量定理表达式:F t=m 或 = 。 0合合2.理解矢量性:使用时要选定正方向。:3.明白了因果性:合力的冲量是动量变化的原因,合力的冲量是动量变化的量度。课堂4.既适用于恒力也适用于变力小5、同时应用动量定理理解生活中一些常见应用。今天的课程就到此结束,谢谢大家的观看,再见!结56 展开更多...... 收起↑ 资源预览