動量教材分析

1、動量教材分析第1頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一三個重要概念-動量、沖量、動量變化量1.動量：物體的質量和速度的乘積，p = mv描述的對象：物體具有的性質：動量是描述物體運動狀態(tài)的一個狀態(tài)量，它與時刻相對應，是矢量，方向和該時刻物體瞬時速度的方向相同。動量具有相對性2.動量的變化（末狀態(tài)動量-初狀態(tài)動量）A、若初末動量在同一直線上，則選定正方向的前提下，把初末狀態(tài)的動量用正負表示它們的方向，然后帶入P=P-P，運算符號和物理量本身的正負一定要區(qū)別開。B、若初末動量不在同一直線上，則運算遵循平行四邊形定則，即數(shù)學上的矢量減法。第2頁，共52頁，2022年，5月20日，

2、21點38分，星期一本章中三個重要概念3.沖量 A.定義:力和力的作用時間的乘積叫做沖量：I=Ft描述對象：力是由力和它的作用時間共同決定的物理量（力對時間的累積作用）是過程量，它與時間相對應。B.沖量是矢量，不能簡單說沖量方向就是力的方向因為沖量對應的是一個過程，而力在一個過程中，其大小和方向都是可以發(fā)生變化的；恒力或方向不變的力的沖量的方向由力的方向決定；C.計算沖量有直接計算和間接計算，計算式一定要區(qū)別是哪一個力在哪一段時間過程中的沖量第3頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一速度、動量、動能速度和動量：速度僅能反映物體運動的快慢與方向，是從運動學的角度去描述物體的運

3、動狀態(tài)；而動量則是從動力學的角度去描述物體的運動狀態(tài)，僅有速度無法得知使物體獲得某一速度或從某一速度停下來需要做多大的“努力”動量與動能：動量和動能都反映著機械運動的物理量。動能可以量度機械運動的量轉化為非機械運動形式（熱、光、電磁等）運動的量。而動量所反映的是在物體間相互傳遞、轉移的機械運動的量。第4頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一思考：把幾個物理量進行一下對比力 功 沖量合力 總功 總沖量速度 速度的變化 速度變化的原因？動能 動能的變化 動能變化的原因？動量 動量的變化 動量變化的原因？第5頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一思考：某力對物

4、體做了功，該力一定有沖量嗎？而某力有沖量，該力卻一定做了功嗎？對于給定的物體，若動能發(fā)生了變化，動量一定發(fā)生變化嗎？而動量發(fā)生變化，動能一定發(fā)生變化嗎？（常見的例子）動量與動能大小關系 ： p= Ek= 第6頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一 思考：動量與動量變化量 動量動量變化量概念意義表示物體運動過程中某一時刻的運動狀態(tài)量表示物體在某一運動過程中運動狀態(tài)量的變化定義式PmvP=mvt-mv0矢量性方向和該時刻速度方向相同方向由該過程合外力的方向決定大小由m、v決定 由該過程合外力的沖量決定通過比較使學生體會動量與動量變化量是兩個完全不同的概念。第7頁，共52頁，20

5、22年，5月20日，21點38分，星期一例題：1.如圖所示，兩個質量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止自由滑下，到達斜面底端的過程中，兩種情況具有的物理量相同的是： A.重力的沖量 B.彈力的沖量 C.合力的沖量 D.剛到達底端時的動量 E.剛到達底端時的動能. 概念的對比和辨析第8頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例題2. 質量為0.4kg的小球，沿光滑水平面以5m/s的速度沖向墻壁，又以4m/s的速度被反向彈回，如圖所示，求小球動量的增量.v1v2例題目的1. 規(guī)范的解題訓練: 選定正方向，確定各已知量的正負 . 2. P對應末態(tài)減初態(tài),不是大減小

6、3. 相反方向的動量的變化大小一定是兩個數(shù)的和,與所設的正方向無關.第9頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一 練習鞏固 1.質量為m 的物體，放在動摩擦因數(shù)為的水平面上，用與水平面成角的恒力F拉物體，使物體向前運動時間t , 如圖所示。這個過程中各個力的沖量。 識記沖量的公式以及沖量與功的區(qū)別，規(guī)范表述。第10頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一鞏固練習：2.做勻速圓周運動的物體經過半個周期時的動量變化和經過一個周期時的動量的變化，經過四分之一周期時動量的變化。矢量的運算法則-動量的矢量性第11頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期

7、一鞏固練習：3.質量為1kg的物體從傾角為30的光滑斜面上高為0.8m處，由靜止滑下。在滑到斜面底端的過程中，重力做功_J，重力的沖量為_Ns；彈力的功為_J;t彈力的沖量_Ns；合力的功_J,合力的功為_，合力的沖量_Ns ;動能變化_J；動量變化為_kgm/s。識記沖量、動量的公式和矢量性，并進一步對比功、沖量、動量、動量的變化量和動能變化量的區(qū)別。第12頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一1.內容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化。即I合= =P-P2.說明： （1）因果關系 動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因，（2）定量關系： 沖量是物體動量變化的量

8、度 （這里所說的沖量必須是物體所受的合外力的沖量或物體所受各外力沖量的矢量和，注意計算方法。）（3）動量定理表述了過程量和狀態(tài)變化量間的互求關系。（4）動量的變化率概念（牛頓第二定律的動量形式）。（5）表達式是矢量式。在一維的情況下，各個矢量必須以同一個規(guī)定的方向為正。 一個重要定理-動量定理第13頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一3.動量定理解題的常規(guī)思路：研究對象（通常為單體）明確過程-進行受力分析（受力圖）明確狀態(tài)-確定初末狀態(tài)的動量（注意方向）規(guī)定正方向，列出方程（左右要規(guī)范） 說明：過程的選取，可以分段或整個過程，由問題而定；與動能定理解題步驟對比，形成程序化

9、的分析問題的習慣第14頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一思考：動能定理和動量定理mv1mv2FtFs對比：討論物體運動的某一個過程第15頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例題1： 質量為m=1.0kg的小球從高h1=20m處下落到軟墊上 ,反彈后上升的最大高度為h2=5.0m,小球與軟墊的接觸時間為t=1.0s, （1）求小球接觸和離開軟墊時的速度 v、v.（2）小球接觸軟墊過程中動量變化的大小和方向. 【C】A.kgm/s,向下 B.20kgm/s,向下C.30kgm/s,向上 D.40kgm/s,向上 （3）小球接觸軟墊過程中受到合力的沖量為

10、 【C】A.10Ns,向下 B.20Ns,向下C.30Ns,向上 D.40Ns,向上第16頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一 選擇該題的目的是：（1）知識的前后聯(lián)系滾動式復習（2）概念的鞏固和辨析（3）抓住學生模糊處和易錯點，建立解題的程序步驟.（4）小球接觸軟墊過程中軟墊對小球的沖量為. 【D】A.10Ns,向下 B.20Ns,向下C.30Ns,向上 D.40Ns,向上（5）求軟墊對小球的平均作用力.第17頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一解釋現(xiàn)象1：把重物G 壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙帶，重物跟著一起運動，若迅速拉動紙帶，紙帶將會從重物

11、下面抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確原因是：CA.在緩緩拉動紙帶時，重物后紙帶的摩擦力大B.在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的摩擦力小C.在緩緩拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大D.在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大選題目的：定性理解動量定理，分析變化的量和不變的量：F不變，t越長， p越大，F(xiàn) 與t的乘積不同，物體的運動狀態(tài)變化不同。體會力的積累效果.第18頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一解釋現(xiàn)象2：玻璃杯從同一高度落下，掉在石頭地上比掉在草地上容易碎，這是由于玻璃與石頭的的撞擊中：DA。玻璃杯的動量較大 B。玻璃杯受到的沖量較大C。玻璃杯的動量變化較大C。玻璃杯的動量變化較快定

12、性理解動量定理，p不變，t越短，F(xiàn)越大。第19頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一解釋3： 在以下幾種運動中，相等的時間內物體的動量變化相等的是：自由落體運動 勻速圓周運動平拋運動 單擺的擺球沿圓弧擺動A B C D定性地對動量定理的理解第20頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一4.質量為m的鋼球自高處落下，以速率v1碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短，離地的速率為v2。在碰撞過程中，地面對鋼球的沖量的方向和大小為： A向下，m（v1v2） B向下，m（v1v2） C向上，m（v1v2） D向上，m（v1v2）注意應用動量定理的矢量性第21頁，共52頁

13、，2022年，5月20日，21點38分，星期一1.某種氣體分子束由質量m=5.4X 10-26 kg速度v460m/s的分子組成，各分子都向同一方向運動，垂直地打在某平面上后又以原速率反向彈回，如分子束中每立方米的體積內有n01.5X10-20個分子，求被分子束撞擊的平面所受到的壓強用動量定理課求解流體問題處理有關流體（如水、空氣、高壓燃氣等）撞擊物體表面產生沖力（或壓強）的問題，可以說非動量定理莫屬解決這類問題的關鍵是選好研究對象，一般情況下選在極短時間t內射到物體表面上的流體為研究對象 。第22頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一求解流體問題 例題解析解：設在t時間內

14、射到 S的某平面上的氣體的質量為M，則： 取M為研究對象，受到的合外力等于平面作用到氣體上的壓力F以V方向規(guī)定為正方向，由動量定理得:-F.t=MV-(-MV),解得平面受到的壓強P為： 第23頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一2.（07重慶）為估算池中睡蓮葉面承受出滴撞擊產生的平均壓強，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內杯中水上升了45 mm.查詢得知，當時雨滴豎直下落速度約為12 m/s.據(jù)此估算該壓強約為(設雨滴撞擊睡蓮后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1103 kg/m3)A.0.15 Pa B.0.54 PaC.1.5 Pa D.5.4 Pa第2

15、4頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一一個重要定律-動量守恒定律1.內容：一個系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。 即：2.其它表述方式（增量形式） =0(系統(tǒng)總動量的增量等于零)； 1= - 23.說明：研究對象:相互作用的物體組成的系統(tǒng)（兩個或兩個以上）研究的過程：物體間相互作用的過程（作用時間一般很短有時也有持續(xù)一段明顯時間的作用過程）守恒的含義：在一個物理變化過程中，如果某一物理量始終在任意時刻保持不變（即任意時刻都相同），就說這個物理量守恒。（與初末兩態(tài)物理量相等有區(qū)別）所以動量守恒是對一個過程來講的，但方程只涉及兩個狀態(tài)。第25頁，共52

16、頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一4.動量守恒定律成立的條件理想守恒：系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；近似守恒： 系統(tǒng)受外力，但外力遠小于內力，可以忽略不計單一方向上守恒：系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒。對條件的理解：從沖量角度去理解，外力的沖量是動量變化的原因第26頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一5.動量守恒定律的基本性質 矢量性：表達式m1v10+m2v20= m1v1+m2v2等式兩邊是系統(tǒng)內所有物體動量的矢量和.在一維情況下，先規(guī)定正方向，再確定各已知量的正負，代入公式求解. 系統(tǒng)性：動量守恒是某系統(tǒng)內各物體的總動量保持

17、不變. 同時性：，系統(tǒng)中的每個物體的動量都是同一時刻的（初態(tài)或末態(tài)）相對性：表達式中的動量必須相對同一參照物（通常取地球為參照物） 瞬時性：等式兩邊分別對應 的是守恒過程中的任意兩個狀態(tài)量（初態(tài)或末態(tài)）普適性：不僅適合兩個物體，也適合多個物體。不僅適合低速宏觀，也適合高速微觀.第27頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一6.動量守恒定律解題的基本程序確定研究對象（相互作用的系統(tǒng)）確定物理過程（滿足動量守恒的過程，需要通過受力分析判斷）確定初末狀態(tài)（守恒過程中的任意兩個狀態(tài)，由題目具體確定）規(guī)定正方向，列方程第28頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一 應

18、用動量守恒定律時要明確以下幾個問題 （1）明確研究對象，即所研究的相互作用的物體系統(tǒng)。（2）明確所研究的物理過程，分析該過程中研究對象是否滿足動量守恒條件。（3）明確系統(tǒng)中每一物體在所研究的過程中初、末狀態(tài)的動量及整個過程中動量的變化。（4）明確參考系，規(guī)定正方向，根據(jù)動量守恒定律列方程，求解。 第29頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一 練習判斷：系統(tǒng)動量是否守恒例1 . 拿到一個問題的首要任務是判定該物理過程動量是否守恒第30頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一判斷系統(tǒng)動量是否守恒 判斷系統(tǒng)動量是否守恒例2 . 例3 . V v F bavF第3

19、1頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一判斷系統(tǒng)動量是否守恒 例4.例5.Mv0LA第32頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一1.在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質量為1500kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一質量為3000kg向北行駛的卡車，碰后兩車接在一起，并向南滑行了一小段距離后停止，根據(jù)測速儀的測定，長途客車碰前以20m/s的速率行駛，由此可判斷卡車碰前的行駛速率：A 小于10m/s B 大于10m/s小于20m/sC 大于20m/s小于30m/s D 大于30m/s小于40m/s矢量性：系統(tǒng)在相互作用前后，各物體動量的矢量和保持不變當各速度

20、在同一直線上時，應選定正方向，將矢量運算簡化為代數(shù)運算，明確過程第33頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一2.質量為m的A球以水平速度V與靜止在光滑的水平面上的質量為3m的B球正碰，A球的速度大小變?yōu)樵瓉淼?/2，則碰后B球的速度是（以V的方向為正方向）. A.V/6, B.V C.V/2 D.V/2 本題答案為：A D 矢量性的再認識。第34頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一* 3.平靜的水面上有一載人小船，船和人共同質量為M，站立在船上的人手中拿一質量為m的物體。起初人相對船靜止，船、人、物體以共同速度V0前進，當人相對于船以速度u向相反方向將

21、物體拋出時，人和船的速度為多大？（水的阻力不計）。 本題答案為： 動量守恒定律的相對性和同時性第35頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一4.(01年全國17題) 質量為M的小船以速率v0 行駛，船上有兩個質量均為m的小孩a和b，分別靜止站在船頭和船尾?，F(xiàn)小孩a沿水平方向以速率v（相對于靜水面）向前躍入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v（相對于靜水面）向后躍入水中，求小孩b躍出后小船的速度。（M+2m）v0=Mu+mv-mv 答案：練習變換研究對象，體會動量守恒定律應用。第36頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一5.（04天津）如圖所示，光滑水平面

22、上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動，兩球質量關系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kgm/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為4kgm/s，則A左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2:5 B左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1:10C右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2:5D右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1:10變換角度，理解應用動量守恒定律第37頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一解決力學問題時一定要1、樹立用守恒觀點物體系在相互作用過程中，每個物體的動量發(fā)生變化的同時，能量還可能在發(fā)生轉移或轉化，

23、有的滿足系統(tǒng)動量守恒，同時滿足機械能守恒，而有的滿足系統(tǒng)動量守恒，卻不滿足機械能守恒，系統(tǒng)的機械能可能增加也可能減少，但總的能量是守恒的。 第38頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一解決動力學問題時 2、樹立三大觀點（1）牛頓第二定律和運動學公式(力的觀點)；（2）動量定理和動量守恒定律(動量觀點)；（3）動能定理、機械能守恒定律、功能關系、能的轉化和守恒定律(能量觀點) 第39頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一動量守恒，機械能減少的情況常見模型Mv0LV0mm甲乙v1BAvvClBAhmMBAv0CMmv0Mm第40頁，共52頁，2022年，5月

24、20日，21點38分，星期一動量和機械能守恒情況常見模型圖ABv0mORhMba第41頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一動量守恒，機械能增加的情況常見模型A第42頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一力學綜合問題綜合問題的構成：多個對象，多過程（多情景 ）分析方法一-拆分 與動量、能量應用結合的綜合題目，往往是由多個物理情景組合而成的大題，對付這類題最有效的方法就是把多個物理情景進行拆分，我們可以把復雜的過程按照事件發(fā)生的順序，分解成多個我們熟知的單一過程，這是解決復雜問題的一般方法。從而變成幾個單一過程和單一模型的物理問題，建立各個過程的方程，找出

25、單一過程之間聯(lián)系的輔助方程，組成方程組，聯(lián)合求解。 一定要仔細分析物理過程，確定好關鍵的物理狀態(tài)，認真分析每一過程的特點（受力情況、運動，能量轉化情況等），選擇合適的規(guī)律解決。第43頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例1.在原子核物理中，研究核子與核子關聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應”，這類反應的前半部分過程和下述力學模型類似，兩個小球A和B用輕質彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止狀態(tài)，在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球，如圖所示。C與B發(fā)生碰撞并立即結成一個整體D，在它們繼續(xù)向左運動的過程中，當彈簧長度變到最短時，長度突

26、然被鎖定，不再改變，然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰后，A、D都靜止不動，A與P接觸而不粘連.過一段時間，突然解除鎖定（鎖定及解除鎖定均無機械能損失）.已知A、B、C三球的質量均為m.求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度. (2) 求在A球離開擋板P之后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能.v0ABCP第44頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例題目的 對于過程復雜問題，我們可以把復雜的過程分解成多個我們熟知的模型，這是解決復雜問題的一般方法。一定要仔細分析物理過程，確定好關鍵的物理狀態(tài)，認真分析每一過程的特點（受力情況、能量轉化情況等），選擇合適的規(guī)律解決。擴展：本題解答過程，用到

27、三次動量守恒，每次的總動量相同嗎？為什么？（不相同，第一和第二次的總動量相同，因系統(tǒng)尚未碰擋板，動量均為C的初動量；第三次因碰擋板P使系統(tǒng)總動量變?yōu)橄蛴遥?。本題中總機械能是不守恒的，在哪些過程有機械能損失？各損失多少機械能？從中體會分析物理過程的重要性。（C球與B球粘結成D時，有機械能損失，撞擊P的過程有機械能損失。） 第45頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例2下面是一物理演示實驗，它顯示：圖中自由下落的A和B經反彈后，B能上升到比初位置高得多的地方。 A是某種材料做成的實心球，質量m1=0.28kg，其頂部的凹坑中插著質量m1=0.1kg的木棍B，B只是松松地插在凹

28、坑中，其下端與坑底之間有小空隙。將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25m處由靜止釋放，實驗中，A觸地后在極短時間內反彈，且其速度大小不變；接著木棍B脫離球A開始上升，而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度。重力加速度g=10m/s2。對于過程復雜問題，我們可以把復雜的過程分解成多個我們熟知的模型，這是解決復雜問題的一般方法。一定要仔細分析物理過程，確定好關鍵的物理狀態(tài)，認真分析每一過程的特點（受力情況、能量轉化情況等），選擇合適的規(guī)律解決。尤其注意容易忽視的瞬時過程第46頁，共52頁，2022年，5月20日，21點38分，星期一例題3.如圖所示，一質量為M、長為L的長方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一質量為m的小木塊A，mM.現(xiàn)以地面為參照系，給A和B以大小相等、方向相反的初速度，使A開始向左運動，B開始向右運動，但最后A剛好沒有滑離B板，以地面為參照系.(1)若已知A和B的初速度大小為V0，求它們