高一物理冲量动量习题

2024-10-19

高一物理冲量动量习题(精选3篇)

高一物理冲量动量习题 篇1

高一物理 第一单元 冲量和动量 动量定理

教案

一、内容黄金组

1. 理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是矢量 2. 理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是矢量 3. 知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量变化。

4. 理解动量定理的含义和表达式,能用动量定理解释现象和进行有关的计算。

二、要点大揭秘

1. 冲量I:

(1)定义力和作用时间的乘积称为冲量,矢量(2)表达式:I=Ft

单位 牛·秒

(3)方向:在F方向不变时,其方向与力的方向相同;

(4)物理意义:反映力的时间积累效果的物理量,是过程物理量,即冲量的大小、方向都与过程有关,在作用力一定时,所经历的时间越长,冲量也越大;

(5)提到冲量必须指明是那个力的冲量或合力的冲量。

(6)冲量的定义式I=Ft只适用于计算恒力(大小、方向均不变)的冲量,对于的冲量一般不适用,但是,如果力F的方向不变,而大小随时间作线性变化,则可用力的平均值FF0FtFFt来计算,因为F0的成立22条件是力F随时间t作线性变化。

2. 动量P:

(1)定义:运动物体质量和速度的乘积。(2)表达式:P=mv,千克·米/秒;

(3)方向:与速度方向相同;

(4)物理意义:描述运动物体的状态量;

(5)动量是一个相对物理量,其大小、方向均与参照物的选取有关,通常情况下,选取地球为参照物。

3. 对动量定理Ft=mv’-mv的认识

(1)式中的Ft是研究对象所受的合外力的总冲量,而不是某一个力的冲量,合外力的总冲量等于所有外力在相同时间内的冲量的矢量和,当研究对象所受到的所有外力在一条直线上,矢量和的计算简化为代数和的计算。

(2)合外力的总冲量与物体动量的变化量相联系,与物体在某一时刻的动量没有必然的联系,物体所受的合外力的冲量,是引起物体动量发生变化的原因,必须说明,当物体速度的大小或方向发生变化,或两者均发生变化时,物体的动量也就一定发生了变化。

(3)动量定理是矢量式,物体动量变化量的方向与合外力的冲量方向相同,而物体某一时刻的动量方向跟合外力冲量方向无必然联系,必须区别动量变化量的方向与某一时刻的动量的方向。

(4)动量的变化量是ΔP=p’-p是动量的矢量差,只有当物体做直线运动时,物体运动过程中任意两个状态的动量的变化量ΔP的计算才简化为代数差,在这种情况下,必须事先建立正方向,与规定正方向相同的动量为为

正,正方向的选取原则上是任意的。

(5)在中学物理中,运用动量定理的研究对象通常为单个物体。(6)由Ft=mv’-mv,得FM(vv),该式的物理意义是,物体所受的合外t力等于该物体动量对时间的变化率,当合外力为恒力时,动量的变化率恒定,那么物体必定受到恒力作用。

4. 如何计算力的冲量与物体的动量(或动量的变化量)

计算力的冲量与物体的动量(或动量的变化量)都有如下两种方法:

(1)由定义式计算,即由I=pt,p=mv或ΔP=mv’-mv进行计算,对于的冲量,一般不能用I=Ft计算(F方向不变,大小随时间做线性变化的情况除外)

(2)由动量定理计算,动量定理反映了总冲量与动量变化量之间的大小关系及方向关系,故可根据该定理,由动量变化量计算力的冲量,或由总冲量计算动量变化量或某一时刻的动量,当力F为一般变力时,动量定理是计算冲量的有效手段。

例1. 质量为m的足球以v0的速率水平飞来,足球运动员在极短的时间内将它以原速率反向踢出去,求该运动员对足球的冲量。

分析与解:运动员对足球的冲量是变力的冲量,且作用力及作用时间均未知,故只能由动量定理求解,设足球后来的动量方向为正方向,则末动量为mv0,初动量为-mv0,由动量定理得I=mv0-(-mv0)=2mv0 运动员对足球的冲量方向与足球的末动量方向相同。

例2.将质量为m的手榴弹从空中某点水平抛出,不计空气阻力作用,求手榴弹从抛出到下落h米的过程中,手榴弹动量的变化量。

分析与解:本题既可由ΔP=mv’-mv求解,也可由动量定理求解。如果用前一种方法解,要用矢量三角形求解,较为麻烦,而如果由动量定理求解,则很简便。因为手榴弹在平抛过程中只受重力作用,帮手榴弹动量的变化量应等于其重力的冲量,又重力为恒力,则有 Δp=mgt t向下。

5. 动量定理在解题中的妙用

把动量定理应用到系统中,往往能收到奇妙的效果。试看以下三例:

例1 如图1所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,动摩擦因数μ=0.02。在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程S=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中木楔没有动。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。(g取10m/s2)解析

本题是94年高考第30小题,按标准答案运算,求解过程十分繁琐。如对m和M组成的系统应用动量定理结合运动学公式进行求解,则十分简洁。

对m及M组成的系统而言,m加速下滑系统获得水平向左的动量,由此可知,M受到地面作用的水平向左的摩擦力,受力如图,对系统在水平方向应用动量定理得:ft=mvcosθ;对m由运动学运动公式得,S=vt/2。由此可解得:

f=mv2cosθ/2S=0.61N。

2h

故pm2gh,方向竖直g

2在水平地面上有两个物体A和B,质量均为2kg,A、B相距9.5m。现A以v0=10m/s的速度向静止的B靠近,A和B发生正碰(撞击时间不计)后,仍沿原方向运动。己知A在碰撞前后共运动动了4s,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.1。问B碰后经多长时间停止?(g取10m/S2)解析

选取A和B组成的系统为研究对象. 对A和B组成的系统而言,碰撞过程中的相互作用力为内力,其总冲量为零.故知系统所受摩擦力作用的总冲量等于系统动量的增量.

对系统,由动量定理得

3用细线将金属块M和木块m相连浸没在水中,如图.开始时m的上表面与水平面相平,从静止释放后,系统以加速度a加速下沉,经时间t1线断了,又经时间t2木块停止下沉,求此时金属块的速度.

解析

选择m和M组成的系统为研究对象.线未断时,系统所受合外力是F=(M+m)a,F是系统所受重力和浮力的合力.线断后,系统受力情况不变,所以合力仍为F=(M+m)a.据动量定理有:

可见,把动量定理用到系统中,求解未知量确实简便

三、好题解给你

1. 本课预习题

(1)静止在水平面上的物体,用水平力F推它一段时间t,物体始终处于静止状态,那么在t时间内,恒力F对物体的冲量和该物体所受合力的冲量大小分别是()A.0,0

B.Ft,0

C.Ft,Ft

D.0,Ft(2).下列说法错误的是:()

A. 某一物体的动量改变,一定是速度的大小改变 B. 某一物体的动量改变,一定是速度的方向改变。C. 物体的运动速度改变,其动量一定改变。D. 物体的运动状态改变,其动量一定改变。(3).如图所示,一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则()

A. 拉力F对物体的冲量大小为Ft。B. 拉力对物体的冲量大小为Ftsinθ。C. 摩擦力对物体的冲量大小为Ftsinθ.D. 合个力对物体的冲量为零。(4).下列说法中正确的是()

A. 物体所受的合外力越大,合外力的冲量一定越大 B. 物体所受的合外力越大,物体的动量一定越大。C. 物体所受的合外力越大,物体的动量变化一定越大。D. 物体所受的合外力越大,物体的动量变化率一定越大。(5).下列说法中正确的是()

A. 物体动量的方向与它所受合外力的方向相同。B. 物体动量的方向与它所受合外力的冲量方向相同。C. 物体动量变化的方向与它所受合外力的方向相同。

D. 物体的动量变化率的方向与它所受的合外力的方向相同。本课预习题参考答案:

(1)B

(2)AB

(3)AD

(4)D

(5)CD 2. 基础题(1).一个质量为m的物体沿倾角为θ的固定斜面匀速滑下,滑至底端历时为t,则下滑过程中斜面对物体的冲量说法正确的是()A.大小为mgtcosθ

B。方向垂直斜面向上 C.大小为mgsinθ

D.方向竖直向上。

(2)关于物体的动量,下列说法中正确的是()A. 物体的动量越大,其惯性也越大。B. 同一物体的动量越大,其速度一定越大。C. 物体的动量越大,其受到的作用力的冲量一定越大。D. 动量的方向一定沿物体的运动方向。

(3)用力F作用在质量为m的物体上,以过时间t,物体的速度由v1增加到v2,且v1和v2在同一方向上,如果将F作用在质量为m/2的物体上,则这一物体在时间t内动量的变化应为()

A.m(v1-v2)

B.2m(v2-v1)

C.4m(v2-v1)

D.m(v2-v1)(1)D

(2)BD

(3)D 3. 应用题

(1)如图所示,某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c点是人所到达的最低点,b是人静止时悬吊着的平衡位置.不计空气阻力,下列说 法中正确的是().

A.从P至b的过程中重力的冲量值大于弹性绳弹力的冲量值 B.从P至b的过程中重力的冲量值与弹性绳弹力的冲量值相等 C.从P至C的过程中重力的冲量值大于弹性绳弹力的冲量值 D.从P至C的过程中重力的冲量值等于弹性绳弹力的冲量值(2)一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空气中下落的过程称为Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ,则()A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量

B.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程1中重力的冲量的大小

C.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程1与过程Ⅱ中重力的冲量的大小 D.过程Ⅱ中钢珠动量改变量等于阻力的冲量(3)质量为m的物体在光滑水平面上以速度V1匀速运动,受到一个跟水平方向成α角斜向上拉力作

用后,经一段时间t速度变为V2,如图所示,求这段时间t内拉力的冲量. 应用题参考答案:

(1)AD

人从P点至a点做自由落体运动,只受重力作用;从a点至b点,受重力和绳的弹力作用,但重力大于弹力,所以人仍做加速运动,到b点时,合力为零,加速度也为零,速度达到最大值;从b点至C点,弹力大于重力人做减速运动,到c点时,人的速度变为 零.由动量定理知,从 P至 b点的过程中。人的动量增大,重力的冲量值大于弹力的冲量值;从P至C点的过程中人的动量变化是零,重力的冲量值等于弹性绳的冲量值.所以选项A、D正确.(2)AC

(3)m(V2-V1)/cosα 本题不知拉力大小,利用冲量的定义无法求解,可借助动量定理求解,但应注意宣中的力是合外力,由动量定理知:Fcosα·t=mv2-mv1 Ft= m(V2-V1)/cosα

4. 提高题

(1)A、B两物体沿同一直线分别在力FA、FB作用下运动,它们的动量随时间变化的规律如图所示,设在图中所示的时间内,A、B两物体所受冲量的大小分别为IA、IB,那么()

A.FA>FB,方向相反 B.FAIB,方向相反

(2)物块 A和 B用轻绳相连悬在轻弹簧下端静止不动,如图所示;连接A和B的绳子被烧断后,A上升到某位置时速度的大小为v,这 时B下落的速度大小为v’,已知A和B的质量分别为m和M,则在这段时间里,弹簧的弹力对物快A的冲量为(). A.mv B.mv-Mv’ C.mv+ Mv’ D.mv+mv’(3)水力采煤是用高压水枪喷出的水柱冲击煤层而使煤掉下,所用水枪的直径 D=3cm,水速为 60m/s,水柱垂直射到煤层表面上,冲击煤层后自由下落.求水柱对煤层的平均冲力是多少?

提高题参考答案:

(1)A.D.(2)D(3)2543N

四、课后演武场

1.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()

2.如图所示,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

3.在以下几种运动中,相等的时间内物体的动量变化相等的是()A.匀速圆周运动 B.自由落体运动 C.平抛运动

D.单摆的摆球沿圆弧摆动

4.质量相等的物体P和Q,并排静止在光滑的水平面上,现用一水平恒力推物体P,同时给Q物体一个与F同方向的瞬时冲量I,使两物体开始运动,当两物体重新相遇时,所经历的时间为()A.I/F B.2I/F C.2F/I D.F/I 5.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

6.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

7.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

8.重力10N的物体在倾角为37°的斜面上下滑,通过A点后再经2s到斜面底,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,则从A点到斜面底的过程中,重力的冲量大小______N·s,方向______;弹力的冲量大小______N·S,方向______;摩擦力的冲量大小______N·s。方向______;合外力的冲量大小______N·s,方向______。

9.质量为10kg的铁锤,从某一高度处落下后与立在地面上的木桩相碰,碰前速度大小为10m/s,碰后静止在木桩上,若铁锤与木桩的作用时间为0.1s,重力加速度取g=10m/s2。求:(1)铁锤受到的平均冲力。(2)木桩对铁锤的平均弹力。

课后演武场参考答案:

1.D 2.F 3.BC 4.B 5.D

6.AC 7.BC 8.20,竖直向下,16,垂直斜面向上,3.2,沿斜面向上,8.8,沿斜面向下 9.1000N,竖直向上,1100N,竖直向上

高一物理习题处理之小见 篇2

【关键词】高一物理;习题;处理

物理是高中学习中比较艰深的一门学科,往往有一些学生对物理不“感冒”,经常处于“物理难学”、“物理学不好”的尴尬处境之中,要在考试中获得自己满意的成绩对他们而言是一件比较艰难甚至可以说是非常头痛的事情。

我们知道,要改变学生的这这一现状,就必须抓住物理学习过程中的三点:理解概念、掌握规律;做好实验;练好习题。而其中练好习题是相当重要的一点,通过新授课的习题可以深化学生对于当堂所学概念和规律的理解,通过章节的习题可以提高学生的思维能力,通过阶段性总复习可以提高学生运用自己所学的知识解决实际问题能力。下面从习题教学入手,探讨如何真正让高一学生做好习题。

一、新授课中的习题处理

关键:抓基础,降难度

当我们和一些低分学生进行沟通时,经常会听到这样一些声音:“老师我课上听你讲都能听懂,但碰到题自己做却不会了。”造成这种情况的原因是多方面的,不仅与物理这门课本身对学生的要求较高有关,还与一些新授课的配套练习中习题的难度较大有关,让学生在心理上就有这样一种认识:物理题很难,即使碰到一些简单的问题都会将其人为复杂化。因此对于新授课的习题,本人认为一定要抓住最基础的东西,只有在一开始了解概念和掌握规律的过程中就对于基础常规的习题有十分把握之后,才可能在以后一些比较难的、思路和过程比较复杂的题目分析中抓住本质,理清思路。

举个简单的例子:在静摩擦力的新授课中,我们最关键的是强调摩擦力的产生、条件、方向和大小,让学生从本质上认识静摩擦力。所以在新授课后的练习中我们应该避免复杂分析题,如图1所示,A、B、C三木块质量均为m,叠放在水平面上,在F作用下,系统处于静止状态,试分析三物体是否受到静摩擦力,方向如何(各接触面均粗糙)。

本人认为与其让学生过早的体会物理的“难”,不如让学生先练一些本质概念的练习,在体会成功的过程中培养学习物理的兴趣,减少物理畏难情绪的出现。相信在牢牢掌握基础,把握好基础题的前提下,学生会在以后的试题中处理好一些多过程的综合题。

二、章节复习中的习题处理

关键:设梯度,重理解

说到降梯度,我们可能最先想到的是将一个复杂问题化解为多个小问题,逐一解决,这固然是一种很好的方式,但本人认为并不是唯一的方式,我们还可以利用相对简单一点的题型去引导学生处理相对较难理解的习题。例如:在运动的分解与合成的习题中,经常会出现这样一道题:

如图2所示,在岸边有人用跨过定滑轮的绳子(绳子不可伸长)把湖中的小船拉上岸,拉绳的速度为v0且保持不变,求绳与水面的夹角为θ时,船的速度v是多少?

学生在初做此题时时常想法很单纯,也很容易理解:既然是绳拉船运动,那么船速就应该由绳速分解而来。由此进行正交分解,如图3:

错误结论:船速v=v0cosθ

纠正答案很容易,但如何才能有效纠正学生的错误思想呢?

笔者认为可改变题型,降低梯度,从想法上纠正。在做绳拉船习题前,不防先让学生思考如图4的习题:

船与杆间以光滑铰链连接,杆靠在岸边的光滑定滑轮上,当船以速度v匀速靠岸时,请问沿杆方向的速度是多少?由于船的运动而使得杆具有了速度,所以,学生自然会将船速进行正交分解,从而得到沿杆方向的速度。

然后,回到绳拉船的习题模型,让学生分析两种模型的相似之处:绳拉船时,绳子紧绷且不可伸长,此时与杆相似,虽然主、被动关系不同,但速度形式相同。思考该题的解法。

最后:深入分析,注重理解,从思维上纠正。

从学生的知识层面进行分析:

取绳的初始端B和末端A(如图5)。绳子不可伸长,故A、B两点沿绳方向速度相同为v0,而A点的实际速度(合速度)是与船一致的v,可见:v0只是沿杆方向的一个分速度。

解释至此,再由学生对速度进行正交分解时,学生就很容易得到正确的分解方式(见图6):

最终结论:■。

三、阶段复习中的习题处理

关键:多补练,理思路

在教学过程中我们经常会碰到这样一些学生,同一物理模型的习题,反复做反复错,在这种情况下,在阶段性复习的过程中我们就要让这类题再次出现,让学生再次进行补练,补练的目的是让学生找到自己错误的原因,弥补自己在某个知识环节中的不足,通过再次练习让学生关注这个薄弱环节,教师再讲解过程中可以先倾听学生的想法,找到学生在思维上的问题,再通过评讲从想法和思路上纠正学生这个重复性、普遍性错误。

例如:在高一总复习中经常看到这类题:一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角是37°,滑雪板与雪地的动摩擦因数为μ=0.04,求5s内滑下的路程?

从高一学生的水平出发,该题的做题思路显然是:受力分析,找到合力求出加速度,利用匀加速直线运动的位移时间公式求出位移。由于在接触的练习中经常会出现重力等于支持力的情况,以至于对于这类斜面题,部分学生会误将滑动摩擦力大小与正压力成正比混淆为与重力成正比。在阶段复习中本人将学生的这种做法用实物投影展示出来,发动大家对该习题的做法进行讨论、评论,通过生生间的探讨,会让发生该错误的学生有更深入的认识,最后教师再做成全面的评析,力求让学生更深刻的了解自己的错误,避免同样的错误再次出现。

物理教学过程是一个知识传授和技能发展的过程,希望我们的一点努力能让越来越多的学生摆脱物理难学的尴尬处境,让物理难学能成为学生学习生涯中的过去式。

(作者单位:江苏省苏州大学物理科学与技术学院

江苏省太仓明德高级中学)

动量变化与冲量的关系 教学设计 篇3

(共二课时,第一课时)

宜春一中物理组

教学设计思路

以生活实例引入—通过活动体验引起兴趣—用已有知识分析推理,得出关系式—通过体验活动建立概念,发现规律—反观实验现象予以解释—学生活动体验,体会其中道理—推广应用(体现物理就在身边,突出物理规律的实用价值)教学目标 知识与技能

1、理解动量、冲量的概念以及冲量和动量的矢量性,理解动量变化的概念。会正确计算一维的动量变化。

2、能推导出动量定理的表达式。

3、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、通过鸡蛋受到撞击过程的分析,掌握理论分析论证的方法。

2、把动量定理运用于变力及非匀变速运动的情况,体会动量定理的普适性。情感、态度与价值观

通过动量定理的实际应用,增强对物理知识的亲近感,提高学习物理的兴趣。教学重点

1、动量和冲量的概念。动量定理的推导。

2、利用动量定理解释有关现象。教学难点

1、对冲量和动量概念的理解。

2、动量变化的计算。

3、用动量定理分析打击和碰撞类问题。教学方法

1、通过演示实验和多媒体教学,设置悬念,激发学生兴趣。

2、设计学生体验活动,提高学习兴趣。

3、通过实例分析,使学生学会求解动量、冲量和动量的变化等有关问题。教学用具

多媒体

生鸡蛋两个

海绵

瓷盘

纸带

钩码

笔帽 玩具手枪(含子弹)纸靶等 教学过程

一、新课引入

情景导入,设疑激趣

视频(片段)展示同学们熟悉的场景:足球场上,齐达内一个漂亮的“狮子摇头”把球顶进了红队的球门,场上一片欢呼。但是,如果飞来的是一个石块,哪怕石块的质量比足球要小,他还敢去顶吗?为什么呢?

师:同学们能否讲出一些道理来?

学生思考讨论,提出自己的看法,教师简短评价。

师:同学们目前可能还无法正确地回答这个问题,那么,这里面隐藏着什么物理原理呢?让我们共同来探究其中的奥秘。

板书课题:《探究动量变化与冲量的关系》

二、新课教学

创设情境,自主参与,积极主动,发散思维

香港每年举行中学生趣味科学比赛,其中有一个“鸡蛋撞地球”的比赛项目,要求参赛者设计一个保护装置,使鸡蛋从大约13米的高度落地后完好无损。多年来产生了许多很好的创意。如果你应邀参赛,会设计怎样的方案?鼓励同学们讨论并迅速设计,报告后教师予以点评并简单提问。

从学生设计的方案中选择简单的一种进行演示。直观比较,加深印象,理论分析,推导有据

演示:让鸡蛋从相同高度自由下落至海绵垫上或瓷盘中,比较现象的差异。提出问题:此现象中又隐藏着什么道理?

理论分析与推导:引导学生回顾动力学相关知识,分析鸡蛋落到两种材料物体上的运动状态变化情况,并作适度夸张图说明,假设鸡蛋所受力为恒力, 利用牛顿第二定律和运动学知识进行推理,学生推导,教师巡视指导。

假设鸡蛋受力为恒力,则F=ma=mΔ

(一)、动量和冲量

V/t,变形可得Ft=mΔV=mVt-mV0 观察表达式,发现F与t的乘积等于mv这个量的变化量,那么Ft是什么?mV又是什么?它们各有什么物理意义?

1、动量

物理学中,将mv叫做物体的动量,它具有什么物理意义呢? 游戏导入,兴味盎然,直观可感,印象深刻

[演示]取几颗弹丸,分发给学生传看。将一颗弹丸装入玩具手枪,一手持枪,一手持纸靶,沿平行于黑板的方向击发:弹丸穿透纸靶。接着佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛),声明:数到“三”时开枪,然后缓缓地数出“一、二、三”,举枪指向某一区域的同学,不等枪响,手枪所指区域的同学即已做出或抵挡或躲避的防御反应。

【问答式讨论】 层层递进,解读探究

问:你们躲避什么?为什么要躲避? 学生答

问:刚才传看弹丸时,为什么不躲不闪? 学生答

问:空气中的气体分子具有很大的速度(可达105m/s),它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛,为什么我们却毫无知觉? 学生答

问:手枪所指区域以外的同学,为什么没有做出防御反应? 学生答

【讨论总结】可见,运动的物体能够产生一定的机械效果(如弹丸穿透纸靶),这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素,而且这个效果只能发生在物体运动的方向上。为了描述运动物体的这一特性,物理学上引入了动量这一概念。

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一、动量(P):

1.定义:物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。2.表达式:P=mv 单位—千克米每秒(kg ·ms-1)3.动量是状态量,对应某个时刻或位置。

动量包含了“参与运动的物体”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。

大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动。显然,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念。4.动量是矢量,方向与速度的方向相同。

动量的方向与速度方向一致,即与产生机械效果的方向一致。

综上所述: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,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。【巩固练习】 即时练习

一胖一瘦两人在操场上以相同的速度跑百米,如果你不小心被撞,更害怕被谁撞上?为什么?(学生回答)投影练习

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各是多少?有没有变化?(抽学生回答)

2、冲量

刚才式中的Ft是什么?物理学中把Ft叫做冲量,它又具有什么物理意义? 展示冰球图片,组织学生讨论

问:要使静止的冰球获得动量可采用什么方法?(学生讨论)答:施加作用力,并持续作用一段时间。事例导入,具体可感,明确意义,弄清实质

光滑冰面上,为使静止冰球获得相同的动量,可以用球棍猛力击打或拿球棍用较长时间推它。

分析归纳:使物体获得一定大小的动量,既可以用较大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较长的时间。

顺势归纳,总结提升

【结论】持续作用在物体上的力,可以产生这样的效果:使物体动量发生变化。这一效果的强弱由力的大小F与持续作用时间t的乘积Ft来确定,这个乘积就叫做力的冲量。

多媒体展示:

二、冲量 I 1.定义:在物理学中,物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。2.表达式:I=F t,单位—牛〃秒(N 〃s)

3.冲量是过程量,对应一段时间或某个过程。

冲量描述的是力在时间上的累积效果。如作用在静止物体上的一定大小的力,如果持续时间越长,则使物体获得的动量越大。这就是说,力的冲量是在时间进程中逐渐累积起来的。冲量总是指力在某段时间进程中的过程量,说某一时刻的冲量是没有意义的,所以,理解时要兼顾力和时间两方面的因素。

4.冲量是矢量,方向与力的方向相同。

如果力的方向是恒定的,则冲量的方向与力的方向一致。【巩固练习】

即兴举例,贴近生活,增强学生对知识的亲近感 某同学(随便指一位同学)质量为

m,坐在座位上上了一节课(时间为

t),他(或她)所受重力和支持力的冲量各是多大?方向如何?

学生分析回答:两力都有冲量。那他(或她)为什么依然静止?即动量保持不变?(问而不答,留疑待解)

3、动量定理 概念为基,自然升华

引导学生反观推导出的表达式Ft=mVt-mV0,结合冲量与动量的定义得出:冲量等于动量的变化量。

设疑:式中冲量是谁的?动量变化量又是谁的? 学生回答:冲量是合外力的,动量变化是受力物体的。

归纳:物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化,这个结论叫做动量定理。如刚才这位同学之所以仍然静止是因为他(或她)所受合外力的冲量为零,动量不发生变化。顺次得出动量定理的内容和表达式。多媒体展示:

三、动量定理

1.内容:物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化。2.表达式:I=F t=△P 由上式可知合外力的冲量引起受力物动量的变化,它们之间存在因果关系,3.因果关系:冲量——因

动量变化——果

4.矢量性:公式中各矢量的方向可以用正、负号表示,首先要选定一个正方向,与正方向相同的矢量取正值,与正方向相反的矢量取负值。

【规律应用】

1、巩固练习及时应用,加深理解

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,碰撞时间0.01s,则障碍物对钢球的平均作用力是多少?方向如何?(学生分析解答)

2、解释前面部分有关现象 照应前文,学以致用,体会成就感 鸡蛋下落是否会被碰破的问题。

鸡蛋从某一高度下落,分别与瓷盘和海绵垫接触前的速度是相同的,也即初动量相同,碰撞后速度均变为零,即末动量均为零,因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同,与瓷盘相碰时作用时间短,与海绵垫相碰时作用时间较长。由Ft=△p知,鸡蛋与瓷盘相碰时作用力大,会被碰破,与海绵垫相碰时作用力较小,因而依然完好。

运动员敢用头顶飞来的足球而不敢顶飞来的石块的道理。(由学生根据所学知识加以解释)

亲身体验,感受真实,提高学生参与度

学生体验活动1:两同学在讲台上互传篮球,观察他们的接球动作:屈臂沿篮球飞来方向接球,这种接球手法俗称“弹簧手”。这里面又隐藏着什么道理?(学生思考,同桌可讨论,并由表演学生根据所学知识及体验加以解释)

3、应用举例

举例说明,体现生活与物理的密切联系

在日常生活中,有不少类似的事例: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,落地时双腿会本能地弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等。(教师先举几例抛砖引玉,学生再思考举例,穿插播放图片)而在某些情况下,又需要增大作用力,比如钉钉子用铁锤而不用橡皮锤。

学生体验活动2:让学生拿出事先准备好的纸带,在纸带上压一物体(如橡皮、笔帽等),缓慢或迅速抽出纸带,比较物体运动状态变化的差异,分析原因,做出解释,体会动量定理的魅力。(教师先演示,之后学生体验并思考回答)用动量定理解释现象可分为下列三种情况: 多媒体展示:

5、对公式的辨析

(l)△p一定,t短则F大,t长则F小;(2)F一定,t短则△p小,t长则△p大;(3)t一定,F大则△p大,F小则△p小。

三、回顾与小结 总结反思,拓展升华

由学生对本节课内容进行简要归纳:主要学习了“两个概念、一个定理”,学生简述其内容,教师加以阐释,用多媒体展示要点。

指明后续目标:拓展应用。引发期待

关于动量定理的进一步拓展及其广泛运用,留待下一节课继续探究。

布置作业

1、继续思考设计鸡蛋撞地球项目方案,并验证其可行性。

2、搜集整理生产生活中动量定理的应用实例,下节课展示交流。

3、完成课后1、2 两题。

板书设计

探究动量变化与冲量的关系

理论推导:F=ma=mΔV/t Ft=mVt-mV0

一、动量 P=mv

二、冲量 I=F t

三、动量定理 I=Ft=△P 注:黑板右侧约三分之一区域内画鸡蛋下落接触海绵垫至速度减为零过程的示意图及一些强调的要点等临时性内容。教学反思

本节通过对“两个概念,一个定理”的探究学习与简单运用,使学生初步掌握动量与冲量的计算及其矢量性,会进行一维动量定理运算并能解释相关的简单现象。为其更广泛的应用奠定基础,体现学以致用的特点。同时,利用演示实验、学生体验活动和多媒体教学等激发学生兴趣,通过用所学知识解决有关问题的过程体会成就感。活跃课堂气氛,提高课堂教学效率。

说明:

l、本节课的重点之一是动量定理的物理意义。动量定理是由牛顿第二定律导出的,学生对于这个推导过程没有什么困难。但是,有两点学生不容易理解:第一,动量定理与牛顿第二定律的区别何在?第二,有了牛顿第二定律为什么还要动量定理?应该使学生明确,牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用效果,而由它所导出的动量定理是力的持续作用的效果,在推导过程中出现的F和t“融为”一体,这就是冲量。恒力作用有冲量,变力作用也有冲量。只要物体受到的冲量相同,而无论力大还是力小,其动量变化就一定相同。这样,即使在作用力比较复杂的情况下,牛顿第二定律难以应用时,动量定理却完全可以应用。

2、动量定理和现实生活的联系比较紧密,在教学中可多举一些学生熟悉的例子,让学生应用动量定理做出定性的解释。让他们感到物理就在身边,体现物理学以致用的特点。

3、对教学设计的几点建议:

(1)、用教材上鸡蛋下落的演示实验进行理论推导,以激发学生兴趣。

(2)、对于缓冲问题中的“作用时间较长”,非缓冲问题中的“作用时间较短”的结论,学生往往会问:你怎么知道时间的长和短? 比如1s与0.01s尽管相差百倍,但在实际问题中要靠人直接“感受”出来是很困难的。在有条件的学校,建议制作多媒体课件,对作用时间进行“放大”予以比较,或者用摄像机将缓冲与非缓冲的实验拍摄下来,通过放“慢镜头”来放大作用时间以比较其不同,使学生能够从中“感受”到由于作用时间的不同导致作用力的不同。

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