高中物理选修3-5全部学案.docx

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§1动量冲量

（一）教学目标

1．理解冲量和动量的概念，知道它们的单位和定义。

2．理解冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。

知道运用矢量运算法则计算动量变化，会正确计算一维的动量变化.

（二）教学重点：

动量和冲量的概念（三）教学难点：

动量变化量的计算

（四）知识梳理：

思考与讨论：

（1）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，开枪然后举枪指向某一区域的同学，缓缓地数出"一、二、三"，不等枪响，手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应

（2）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，为什么我们却毫不在乎?

一、动量

（1）物理意义

（2）定义

（3）定义公式

（4）单位（两个相等的单位）

（5）性质

（6）理解;动量是状态量，对应速度为瞬时速度。

动量是矢量，动量的改变的理解与计算遵循平行四边形定则。

动量大小与动能大小之间的关系：

（7）动量的改变的定义及公式、方向性

例1．质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后，以50m/s的速度反弹，设打击前后，垒球沿同一直线运动，试分析：

（1）打击后，垒球的动量大小是变大了还是变小了，变大或变小了多少?

（2）在打击过程中，垒球的动量变化是多大?

方向如何?

（3）思考：

在

（1）、

（2）两问中，结果为什么会不同?

例2．下列关于动量的说法中，正确的是：

（）

A．物体做匀速圆周运动的动量总是在改变，而它的动能不变；

B．物体做匀速圆周运动半周时间的动量改变为零，其动能改变也为零；

C．物体做匀速圆周运动1/4周时间动量改变的大小为原来的2倍；

D．物体的运动状态改变，其动量一定改变

思考与讨论：

（1）如果一个物体处于静止状态，其动量为零.那么，我们怎样使它获得动量呢?

（2）使静止物体获得动量的方法：

施加作用力，并持续作用一段时间.

（3）使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力短时间作用，也可以用较小的力长时间作用。

（请学生思考：

跳高和跳远有何区别？

并举出短时间内使物体获得动量的若干实例）即不论力的大小和作用时间如何，只要两者的乘积相同，则产生的动力学效果就相同。

二、冲量

（1）物理意义

（2）定义

（3）定义公式及适用条件

（4）单位（两个相等的单位）

（5）性质

（6）理解：

冲量是过程量，要注意是哪个力在那个过程的冲量。

冲量的物理意义可以用图像法描述。

要注意意义的拓展。

例3.关于冲量的运算：

静止在水平桌面上的物体，受到一个推力（以水平向右为正向），则：

（1）力在6s内的冲量是多少?

方向如何?

（2）这个冲量在数值上与F---t图中阴影面积有何联系?

t/s

F/N

2

4

6

5

10

15

0

t/s

F/N

2

4

6

5

10

15

0

（3）如果推力方向不变，在6s内从零均匀增大到15N，你能计算出6s内的冲量吗?

例4．在光滑水平桌面上静置一物体，现用方向不变的水平力作用在物体上，已知力的大小随时间变化如图所示，试求0～6s内作用力的总冲量。

t/s

F/N

2

4

6

0

5

10

15

例5．如图所示为马车模型，马车质量为m，马的拉力F与水平方向成θ角，在拉力F的

拉力作用下匀速前进了时间t，则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分

别为：

（）

A．Ft，0，Ftsinθ

B．Ftcosθ，0，Ftsinθ

C．Ft，mgt，Ftcosθ

D．Ftcosθ，mgt，Ftcosθ

例6．质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面，由静止从同一高度h2开始下滑到同样的另一高度h1的过程中（如图所示），A、B两个物体相同的物理量是（）

A．所受重力的冲量；B．所受支持力的冲量；C．所受合力的冲量；D．动量改变量的大小

同步训练：

1．对于力的冲量的说法，正确的是：

（）

A．力越大，力的冲量就越大；B．作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大

C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相

同；D．静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零

2．一个质量为m的小钢球，以速度v1竖直向下射到质量较大的水平钢板上，碰撞后被竖直向上弹出，速度大小为v2，若v1=v2=v，那么下列说法中正确的是：

（）

A．因为v1=v2，小钢球的动量没有变化B．小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向上；C．小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向下；D．小钢球的动量变化了，大小是mv，方向竖直向上。

3．物体动量变化量的大小为5kg·m/s，这说明：

（）

A．物体的动量在减小B．物体的动量在增大

C．物体的动量大小也可能不变D．物体的动量大小一定变化

4．以初速度20m／s竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，g取10m/s2．则抛出后第1s末物体的动量为______kg·m/s，抛出后第3s末物体的动量为____kg·m/s，抛出3s内该物体的动量变化量是_____kg·m/s．（设向上为正方向）

5．如图所示，用一个与水平面成θ角的恒力F，推着质量为m的木箱沿光滑水平面运动，则在作用时间t内，下列说法中正确的是：

（）

A．推力的冲量Ftcosθ B．重力的冲量为0

C．推力F的冲量是Ft；D．木箱的合外力冲量是Ft

6．在离地面同一高度有质量相同的三个小球、、，球以速率竖直上抛，球以相同速率竖直下抛，球做自由落体运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A．球与球落地时动量相同；B．球与球落地时动量的改变量相同；

C．三球中动量改变量最大的是球，最小的是球；

D．只有、两球的动量改变量方向是向下的。

7．对于力的冲量的说法，正确的是：

（）

A．力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力越大，力的冲量也不一定大

C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同

D．静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量

为零

8．下列说法正确的是：

（）

A．动量为零时，物体一定处于平衡状态B．动能不变，物体的动量一定不变

C．物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变

D．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动

9．一个质量为0．3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。

则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为：

（）

A．Δv=0 B．Δv=12m/s C．W=0 D．W=10．8J

10．一个质量2kg的物体，以初速度10m/s水平抛出，则抛出时动量的大小为_____kg·m/s；1s末物体的动量大小为_______kg·m/s，这1s内动量的变化大小为_______kg·m/s，方向为____________。

这1s内重力的冲量大小为_______N·s，方向为_______________（g＝10m/s2）

11．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，其速度不一定越大

C．物体的加速度不变，其动量一定不变

D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向

12．下列说法中正确的是（　　）

A．合外力的冲量是物体动量变化的原因

B．若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变

C．作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小

D．物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变

13.若物体在运动过程中受到的合力不为零,则（　　）

A.物体的动能不可能总是不变的；B.物体的动量不可能总是不变的

C.物体的加速度一定变化；D.物体的速度方向一定变化

14.物体在恒定的合力F作用下做直线运动,在时间t1内速度由0增大到v,在时间t2内速度由v增大到2v。

设F在t1内做的功是W1,冲量是I1;在t2内做的功是W2,冲量是I2,那么（　　）

A.I1

15．（多选）静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是：

（　　）

A．0～4s内物体的位移为零 B．0～4s内拉力对物体做功为零

C．4s末物体的动量为零 D．0～4s内拉力对物体的冲量为零

§2动量定理

（一）教学目标：

1．理解和掌握动量及冲量概念；

2．理解和掌握动量定理的内容以及动量定理的实际应用；

3．掌握矢量方向的表示方法，会用代数方法研究一维的矢量问题。

（二）教学重点：

动量、冲量的概念，动量定理的应用

（三）教学难点：

动量、冲量的矢量性

（四）知识梳理：

思考与讨论：

演示实验1：

鸡蛋落地

【演示】事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵（不让学生知道），让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。

结果发现并没有象学生想象的那样严重：

发现鸡蛋不会被打破！

演示实验2：

缓冲装置的模拟

【演示】用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。

在日常生活中，有不少这样的事例：

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，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？

而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。

这些现象中的原因是什么呢？

通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。

1．用动量概念表示牛顿第二定律动量定理的推导

2.内容：

3.公式：

4.意义：

动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。

对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。

在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，F

F

0

t0

t

钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，如图所示，是变力与平均力的F-t图象，其图线与横轴所围的面积即为冲量的大小，当两图线面积相等时，即变力与平均力在t0时间内等效。

利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难计算的问题转化为较易计算的问题。

5.适用条件：

6.理解：

（1）矢量性

（2）因果性（3）对动量变化率的认识。

牛顿第二定