教案二：沖量和動(dòng)量

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一 沖量和動(dòng)量 安徽省舒城中學(xué)（） 呂賢年【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)目標(biāo)(1)理解沖量、動(dòng)量的概念，知道沖量和動(dòng)量的定義，知道沖量和動(dòng)量都是矢量；(2)理解動(dòng)量變化的概念，知道動(dòng)量的變化也是矢量，知道運(yùn)用矢量運(yùn)算法則計(jì)算動(dòng)量變化，會(huì)正確計(jì)算一維的動(dòng)量變化。2、能力目標(biāo)會(huì)計(jì)算力的沖量和物體的動(dòng)量，會(huì)計(jì)算一維情況下動(dòng)量的變化。3、德育目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，建立正確的認(rèn)識(shí)論和方法論?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】沖量和動(dòng)量的概念及計(jì)算。【教學(xué)難點(diǎn)】動(dòng)量變化的計(jì)算。 【教學(xué)方法】講授與推導(dǎo)、練習(xí)相結(jié)合?！窘叹邷?zhǔn)備】投影片、投影儀。【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過程】 一、導(dǎo)入新課前面

2、學(xué)習(xí)的動(dòng)力學(xué)研究了力的瞬時(shí)效應(yīng)，得出了力的瞬時(shí)作用效果。力作用在物體上總要持續(xù)一個(gè)過程，產(chǎn)生一定的累積效果，可從空間和時(shí)間兩個(gè)角度來(lái)研究。在日常生活中，經(jīng)常碰到打擊、碰撞、爆炸等問題，這類問題作用時(shí)間短，而且力是隨時(shí)間變化的，無(wú)法直接應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理。物理學(xué)家們?cè)谘芯窟@類問題時(shí)，引入新的概念，總結(jié)了新的規(guī)律。本章將學(xué)習(xí)力對(duì)時(shí)間的累積效果。從本節(jié)開始，我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。 二、新課教學(xué)1、沖量問題：一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物體，在力F的作用下開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t將獲得多大的速度？ 解：物體在力F作用下得到的加速度為aF/m；經(jīng)時(shí)間t，據(jù)Vat得，物體獲得的速度。拓展分析：把整理可得FtmV由

3、此得到：對(duì)于一個(gè)原來(lái)靜止的物體（V00，m一定），要使它獲得某一速度：可以用較大的力作用較短的時(shí)間；可以用較小的力作用較長(zhǎng)的時(shí)間。 只要作用力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft相同，這個(gè)物體就獲得相同的速度。也就是說：對(duì)一定質(zhì)量的物體，力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果，是由Ft這個(gè)物理量決定的，那么Ft這個(gè)物理量叫什么？它有什么特點(diǎn)呢？ (1)定義力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft叫做力的沖量，通常用I表示。沖量表示力對(duì)時(shí)間的累積效果，沖量是過程量。(2)大小物體在恒力作用下，沖量的大小是力和作用時(shí)間的乘積，即IFt計(jì)算沖量時(shí)，要明確是哪個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。(3)方向沖量是矢量，它的方向是由力的方向決

4、定的。如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)不變，沖量方向就跟力的方向相同。(4)單位 在國(guó)際單位制中，沖量的單位是牛·秒（N·s）。 (5)說明沖量是矢量。恒力沖量的大小等于力和時(shí)間的乘積，方向與力的方向一致；沖量的運(yùn)算符合矢量運(yùn)算的平行四邊形定則。(怎樣求合力的沖量，怎樣求變力的沖量)沖量是過程量。沖量表示力對(duì)時(shí)間的累積效果，只要有力并且作用一段時(shí)間，那么該力對(duì)物體就有沖量作用。計(jì)算沖量時(shí)必須明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間內(nèi)的沖量。沖量是絕對(duì)的。與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與參考系的選擇無(wú)關(guān)。沖量可以用Ft圖象描述。FttFOFt圖線下方與時(shí)間軸之間包圍的“面積”值表示對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)力的沖量。鞏固訓(xùn)練

5、F如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊在與水平方向成角的恒力F作用下，經(jīng)過時(shí)間t，獲得的速度為V，求F在t時(shí)間內(nèi)的沖量？ (大?。篎t；方向：與F的方向一致，與水平方向成角)一質(zhì)量為mkg的物體，以初速度V0水平拋出，經(jīng)時(shí)間t，求重力在時(shí)間t內(nèi)的沖量？ (大?。簃gt；方向：豎直向下)2、動(dòng)量(1)定義從前邊得到的公式FtmV，知道到：原來(lái)靜止的質(zhì)量m不同的物體，在相同的沖量作用下，雖然得到的速度V不同，但它們的質(zhì)量和速度的乘積mV卻是相同的，都等于它們受到的沖量。 在物理學(xué)中，物體的質(zhì)量m和速度V的乘積mV叫做動(dòng)量，動(dòng)量通常用符號(hào)P表示。 動(dòng)量是描述物體處于某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的物理量，是狀態(tài)量。當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀

6、態(tài)一定時(shí)，物體的動(dòng)量也就確定了。(2)大小物體在某一狀態(tài)動(dòng)量的大小等于物體的質(zhì)量和物體在該時(shí)刻瞬時(shí)速度的乘積，即PmV計(jì)算動(dòng)量時(shí)，要明確是哪個(gè)物體在哪個(gè)狀態(tài)的動(dòng)量，速度一定要是該狀態(tài)的瞬時(shí)速度。(3)方向動(dòng)量也是矢量，動(dòng)量的方向與速度方向相同。動(dòng)量的運(yùn)算服從矢量運(yùn)算規(guī)則，要按照平行四邊形定則進(jìn)行。(4)單位在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克·米/秒（kg·m/s）1kg·m/s1N·s(6)說明動(dòng)量是矢量。動(dòng)量有大小和方向，動(dòng)量的大小等于物體的質(zhì)量和速度的乘積，方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同。動(dòng)量的運(yùn)算符合矢量運(yùn)算的平行四邊形定則。在一維情況下可首先規(guī)定一個(gè)正方

7、向，這時(shí)求動(dòng)量變化就可簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。動(dòng)量是狀態(tài)量。動(dòng)量與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。計(jì)算動(dòng)量時(shí)，要明確是哪個(gè)物體在哪個(gè)狀態(tài)的動(dòng)量，速度一定要是該狀態(tài)的瞬時(shí)速度。動(dòng)量與參考系有關(guān)。物體的速度與參考系有關(guān)，所以物體的動(dòng)量也與參考系有關(guān)。在中學(xué)物理中，如無(wú)特別說明，一般都以地面為參考系。3、動(dòng)量的變化由于動(dòng)量是矢量，所以只要物體的速度大小或方向發(fā)生變化，動(dòng)量就一定發(fā)生變化。例如做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體其動(dòng)量是恒量，而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度方向不斷在改變，即使其動(dòng)量大小不變，但因其方向不斷改變，所以其動(dòng)量是一變量。動(dòng)量變化的三種情況：動(dòng)量大小變化、動(dòng)量方向改變、動(dòng)量的大小和方向都改變?nèi)N可能。 定義在

8、某一過程中，末狀態(tài)動(dòng)量與初狀態(tài)動(dòng)量的矢量差值，叫該過程的動(dòng)量變化。計(jì)算PPP (矢量差) PPPPP由上式可知PPP，所以P是P和P的合矢量，即以P和P為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線為P?；蛘邔⒊鮿?dòng)量與末動(dòng)量的矢量箭頭共點(diǎn)放置，自初動(dòng)量的箭頭指向末動(dòng)量箭頭的有向線段，即為矢量P。VV正方向PPP【例題1】一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一塊堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6 m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒有變化？變化了多少？ 解析：取水平向右的方向?yàn)檎较?，碰撞前鋼球的速度V6m/s，碰撞前鋼球的動(dòng)量為PmV0.1×6kg·m

9、/s0.6kg·m/s 碰撞后鋼球的速度為V6m/s，碰撞后鋼球的動(dòng)量為 PmV0.1×6kg·m/s0.6kg·m/s碰撞前后鋼球動(dòng)量的變化為PPP0.6kg·m/s0.6 kg·m/s1.2 kg·m/s且動(dòng)量變化的方向向左。45°45°VV對(duì)例題的處理：為熟悉動(dòng)量變化的矢量運(yùn)算，可先假定物體運(yùn)動(dòng)速度的方向沒有變化，僅大小發(fā)生改變，要求學(xué)生算出動(dòng)量的變化。規(guī)定向右為正方向，求動(dòng)量的變化量。最后再要求學(xué)生用向左為正方向運(yùn)算，求動(dòng)量的變化量(練習(xí)一、第3題)?？偨Y(jié)得出正方向的選擇只是一種解題的處理手段，并

10、不影響解題的結(jié)果?！纠}2】一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45°，速度大小仍為2m/s，求出鋼球動(dòng)量變化的大小和方向？ 45°45°PPPPPP解析：碰撞前后鋼球不在同一直線上運(yùn)動(dòng)，據(jù)平行四邊形定則， P、P和P的矢量關(guān)系如右圖所示。 P方向豎直向上。 總結(jié)：動(dòng)量是矢量，求其變化量應(yīng)用平行四邊形定則；在一維情況下可首先規(guī)定一個(gè)正方向，這時(shí)求動(dòng)量變化就可簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。 鞏固訓(xùn)練：對(duì)于力的沖量的說法，正確的是（B） A力越大，力的沖量就越大 B作用在物體上的力大，力的

11、沖量也不一定大 CF1與其作用時(shí)間t1的乘積F1t1的大小，等于F2與其作用時(shí)間t2的乘積F2t2的大小，則這兩個(gè)沖量相同 D靜置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則此推力的沖量為零 關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說法中正確的是（ABC） A沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量 B動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 ABOCVC沖量是物體動(dòng)量變化的原因 D沖量是描述物體狀態(tài)的物理量質(zhì)量m為3kg的小球，以2m/s的速率繞其圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球從A轉(zhuǎn)到B過程中動(dòng)量的變化為多少？從A轉(zhuǎn)到C的過程中，動(dòng)量變化又為多少？ (小球從A轉(zhuǎn)到B過程中，動(dòng)量變化的大小為kg·

12、;m/s，方向?yàn)橄蛳缕?5°，小球從A轉(zhuǎn)到C，規(guī)定向左為正方向，則P12kg·m/s，方向水平向左) 三、小 結(jié)1、在物理學(xué)中，力和力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。沖量是矢量，是過程量。沖量是反映力對(duì)時(shí)間累積效果的物理量，是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因； 2、物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量，動(dòng)量是一個(gè)狀態(tài)量，動(dòng)量是矢量。動(dòng)量的運(yùn)算服從矢量運(yùn)算規(guī)則平行四邊形定則。如果物體的運(yùn)動(dòng)在同一條直線上，在選定一個(gè)正方向后，動(dòng)量的運(yùn)算就可以簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。 3、動(dòng)量變化量P也是一個(gè)矢量，它的方向可以跟初動(dòng)量的方向相同，也可以跟初動(dòng)量的方向相反，也可能跟初動(dòng)量的方向不在一條直線上。在中學(xué)階段主

13、要掌握在一條直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)算。四、作 業(yè)4 練習(xí)一 1、2、3 【板書設(shè)計(jì)】 一 沖量和動(dòng)量1、沖量(1)定義：力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft叫做力的沖量，通常用I表示。(2)大?。何矬w在恒力作用下，沖量的大小是力和作用時(shí)間的乘積，即IFt(3)方向：如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)不變，沖量方向就跟力的方向相同。(4)單位：在國(guó)際單位制中，沖量的單位是牛·秒（N·s）。FttFO(5)說明沖量是矢量。沖量是過程量。沖量絕對(duì)性。沖量可以用Ft圖象描述。Ft圖線下方與時(shí)間軸之間包圍的“面積”值表示對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)力的沖量。2、動(dòng)量(1)定義：在物理學(xué)中，物體的質(zhì)量m和速度V的乘積mV

14、叫做動(dòng)量，動(dòng)量通常用符號(hào)P表示。 動(dòng)量是描述物體處于某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的物理量，是狀態(tài)量。(2)大?。何矬w在某一狀態(tài)動(dòng)量的大小等于物體的質(zhì)量和物體在該時(shí)刻瞬時(shí)速度的乘積，即PmV(3)方向：動(dòng)量也是矢量，動(dòng)量的方向與速度方向相同。(4)單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克·米/秒（kg·m/s）。1kg·m/s1N·s(5)說明動(dòng)量是矢量。動(dòng)量是狀態(tài)量。動(dòng)量與參考系有關(guān)。3、動(dòng)量的變化動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變、大小和方向都改變。 定義：在某一過程中，末狀態(tài)動(dòng)量與初狀態(tài)動(dòng)量的矢量差值，叫該過程的動(dòng)量變化。計(jì)算：PPP (矢量差) PPPPP由上式可知PPP，所以P是P和P的合矢量，即以P和P為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線