《動(dòng)量定理》導(dǎo)學(xué)案

《動(dòng)量定理》導(dǎo)學(xué)案##一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解動(dòng)量和沖量的概念，知道它們的定義、單位和矢量性（重點(diǎn)）。2、能夠推導(dǎo)動(dòng)量定理，理解其物理意義并會(huì)用動(dòng)量定理解決簡單的實(shí)際問題（重點(diǎn)、難點(diǎn)）。3、通過對動(dòng)量定理的探究過程，提高科學(xué)探究能力和邏輯思維能力。##二、預(yù)學(xué)案###（一）知識(shí)點(diǎn)一：動(dòng)量1、定義：物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量，用字母p表示。2、表達(dá)式：p=mv，其中m是物體的質(zhì)量，v是物體的速度。3、單位：在國際單位制中，動(dòng)量的單位是千克米每秒，符號(hào)是kg·m/s。4、矢量性：動(dòng)量是矢量，它的方向與速度的方向相同。###（二）知識(shí)點(diǎn)二：沖量1、定義：力與力的作用時(shí)間的乘積叫做沖量，用字母I表示。2、表達(dá)式：I=FΔt，其中F是力，Δt是力的作用時(shí)間。3、單位：在國際單位制中，沖量的單位是牛秒，符號(hào)是N·s。4、矢量性：沖量是矢量，它的方向與力的方向相同。如果力的方向是變化的，沖量的方向與平均力的方向相同。###（三）知識(shí)點(diǎn)三：動(dòng)量定理1、推導(dǎo)：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，而a=(v?-v?)/Δt（這里v?是末速度，v?是初速度），可得F=m(v?-v?)/Δt，變形可得FΔt=mv?-mv?，即I=p?-p?。2、內(nèi)容：合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量。3、理解：-動(dòng)量定理反映了力的持續(xù)作用效果，使物體的動(dòng)量發(fā)生改變。-沖量是動(dòng)量變化的原因，動(dòng)量的變化是沖量作用的結(jié)果。##三、探究案###（一）探究一：對動(dòng)量和沖量概念的深入理解1、小組討論：-一個(gè)質(zhì)量很大的物體，速度很小，它的動(dòng)量一定大嗎？-一個(gè)力作用時(shí)間很短，這個(gè)力的沖量一定小嗎？-提示：根據(jù)動(dòng)量和沖量的定義式去分析。2、思考：-動(dòng)量和動(dòng)能有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？可以從定義、表達(dá)式、矢量性、是否與參考系有關(guān)等方面進(jìn)行比較。###（二）探究二：動(dòng)量定理的應(yīng)用1、簡單應(yīng)用-一個(gè)質(zhì)量為m的物體，初速度為v?，受到一個(gè)恒力F的作用，經(jīng)過時(shí)間t后速度變?yōu)関?。求這個(gè)力的沖量和物體動(dòng)量的變化量。-提示：直接根據(jù)沖量和動(dòng)量定理的公式計(jì)算。2、實(shí)際問題應(yīng)用-例：一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小球，以5m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與墻壁碰撞后以3m/s的速度水平向左彈回，碰撞時(shí)間為0.1s。求墻壁對小球的平均作用力。-分析：-首先確定研究對象是小球。-規(guī)定向右為正方向，那么初動(dòng)量p?=mv?=0.5kg×5m/s=2.5kg·m/s，末動(dòng)量p?=mv?=0.5kg×(-3m/s)=-1.5kg·m/s。-根據(jù)動(dòng)量定理I=p?-p?，可求出墻壁對小球的沖量，再根據(jù)I=FΔt求出平均作用力F。##四、檢測案###（一）基礎(chǔ)題1、質(zhì)量為2kg的物體，速度由3m/s增大為6m/s，它的動(dòng)量變化量是多少？2、一個(gè)力F=10N，作用時(shí)間t=2s，這個(gè)力的沖量是多少？###（二）提高題1、一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球從高h(yuǎn)=5m處自由下落，與地面碰撞后反彈的高度為h'=3m。假設(shè)小球與地面碰撞時(shí)間t=0.1s，求小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧?。（重力加速度g取10m/s2）-提示：-先根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)求出小球落地時(shí)的速度，再根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)求出小球反彈時(shí)的速度。-然后根據(jù)動(dòng)量定理求出小球受到地面的平均作用力，最后根據(jù)牛頓第三定律求出小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Α?##（三）答案1、基礎(chǔ)題答案-（1）初動(dòng)量p?=mv?=2kg×3m/s=6kg·m/s，末動(dòng)量p?=mv?=2kg×6m/s=12kg·m/s，動(dòng)量變化量Δp=p?-p?=12kg·m/s-6kg·m/s=6kg·m/s。-（2）根據(jù)I=FΔt，可得沖量I=10N×2s=20N·s。2、提高題答案-小球下落過程，根據(jù)v2=2gh，可得落地時(shí)速度v?=2gh=2×10×5m/s=10m/s（方向向下）。-小球反彈過程，根據(jù)v'2=2gh'，可得反彈速度v?=2gh'=2×10×3m/s=60m/s（方向向上）。-規(guī)定向上為正方向，初動(dòng)量p?=-mv?=-1kg×10m/s=-10kg·m/s，末動(dòng)量p?=mv?=1kg×60m/s。-根據(jù)動(dòng)量定理I=p?-p?=F-mg)Δt，可得F=(p?-p?)/Δt+mg=[(1×60-(-10))/0.1+1×10]N=(10+60+1