动 量 定 理.docx
《动 量 定 理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动 量 定 理.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
动量定理
动量定理
教学目的
1.理解冲量的概念。
理解力在时间上积累效应将引起物体动量的变化。
2.会以匀变速直线运动的特例，运用“牛二”定律和速度公式推导出动量定理。
3.掌握应用动量定理解决一维的物理问题的基本方法。
重点、难点
动量定理的应用是本节课的重点，而应用动量定理时各物理量方向的确定是难点。
教学过程
一、复习、引入
师：
运动着的物体对另一个物体的作用效果跟哪些因素有关？
生：
跟物体的质量与速度有关。
物体的质量越大，速度越大，它对另一个物体的作用效果就越好。
师：
说得很好。
为了表征运动物体的这样的状态特性，我们在上一节课已经引入了一个物理量，这就是动量。
请同学们回忆一下，这动量是如何定义的？
计算公式怎样？
它的基本性质是什么？
生：
运动物体的质量和速度的乘积，叫做动量。
计算公式是
p=mv。
动量是一个矢量，它的方向跟速度的方向相同。
［板书］计算公式
单位
师：
对，由物体的质量和速度决定了的动量，反映了物体的一个状态，是一个状态物理量。
那么，使动量这个状态物理量发生变化，又是什么原因呢？
这就是我们这一节课将要学习的内容。
二、引入新课
师：
下面有同学们熟悉的场景：
足球场上红队5好队员一个弧线型角球，早就埋伏在白队球门框旁的红队8号队员迅速插上，一个漂亮的“狮子摇头”把球顶进了白队的球门，场上一片欢呼。
但是，如果飞来的是一块石块，那怕石块的质量比足球要小，人们敢去顶吗？
（同学们发出笑声）显然不会那么去做。
为什么呢？
师：
同学们能否将出一些道理来？
生甲：
因为石块质量比足球质量大，……。
生乙：
因为石块速度比足球速度大，……。
生丙：
因为石块要比足球坚硬，……。
……
师：
同学们目前可能还不能正确地回答这个问题，相比较丙生的回答是涉及到了“正确”的表象。
BA
师：
我们现在来看一个现象。
［演示］
拿两支粉笔，分别从相同的高度自由
落下。
A粉笔直接落在讲台面上；B粉笔
落在讲台上的一本作业簿上，结果，A粉
笔端裂成几段，而B粉笔依然完好。
师：
同学们想想看，这又是什么道理？
以上的问题，通过这节课的学习就可以解决了。
（设置疑惑问题，激发学生求知欲望和解决问题的积极性。
）
三、新课教学
师：
我们来看一个常见的物体运动。
［投影问题］
质量m的物块在的粗糙平面上v1Fv2
被一个与水平线成θ角的外力F拉fθ
动，经过时间t，求物块的动量改变mg
量？
已知物块受到的阻力为f。
师：
请同学们利用前面已掌握的内容来进行求解。
［学生推算］
一人上讲台板演，其他同学下面笔记本推算，老师巡回辅导。
同学黑板推算后，老师作必要的检查、修正，正确的过程及结果应是：
由“牛二”定律
⑴
由匀变速速度公式
⑵
得动量改变量
⑶
［讲述］
⑶式中的
为物块受到的合外力F合，我们把力F作用时间t的乘积定义为力的冲量I。
［板书］
冲量：
力和力的作用时间的乘积，叫做力的冲量，即I=Ft。
冲量是矢量，冲量的方向就是力的方向。
冲量的单位是N·s。
［讲述］
从⑶式中我们可以得知，一个物体动量的变化取决于所受外力（合外力）的冲量。
也就是说：
作用力在时间上的效果积累将引起物体动量这个状态量的改变。
我们把这个结论叫做动量定律。
［板书］
动量定律：
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化，
即
。
计算公式
⑷
［讲述］
从⑷式可知，要改变相同的动量，作用力和作用时间成反比。
动量改变相同，可以用较大的力和较短的时间；也可以用较小的力和较长的时间。
［板书、讲述］
由⑷式可得：
⑸
请同学们思考一下，⑸式反映了什么？
具体地说，力的大小与方向取决于什么？
［提问学生］
（学生会有正确的、不太确切的和错误的各种回答，老师要加以启发、修正。
动量的变化量和变化率的区别是一个难点，要结合事例，加以突破。
指出：
变化量是大小问题；而变化率是快慢问题。
）
［讲述］
作用力F不是由动量p决定，也不是由动量的变化量△p决定，而是取决于动量的变化率
。
动量变化量相同，作用时间越短（长）。
作用力就越大（小）。
［板书］
力的大小等于物体动量的变化率，力的方向即为动量变化率的方向。
师：
在以上学习的基础上，我们回过头来看看前面的问题，
定性地加以粗略分析。
（1）问，对于头顶飞来物体的问题，谁来回答？
（给学生一些时间，加以思考，提倡大家相互讨论。
让学生积极回答，然后教师进行归纳，作出正确的回答。
）
生（数人）：
……。
师：
××等同学回答的都比较好。
分析现象、解决问题，首先要排除干扰的因素，在这里设定动量变化是相等的。
其次要抓住问题的物理本质。
足球“软”，石块“硬”这是个表象，问题的实质是由于作用时间的长短，引起了作用力的大小变化。
由于足球比较软，跟人头部接触起着缓冲效果，球与头部的作用时间就长，由动量定理，得出相互作用的撞击力就小，人就不易受到伤害。
石块坚硬→作用时间短→相互撞击力大→易受伤害。
师：
（2）问，粉笔落下断否的问题，跟
（1）问类似。
注意的是，研究问题的物理过程为：
粉笔刚着地这一时刻到着地后刚静止时的这一过程。
而下落高度相等，则是保证了两种情况下粉笔的初动量相同；粉笔的末动量都为零。
师：
下面我们再来分析一个问题，先看一下该实验的演示。
要注意观察，实验操作的异同及实验结果的差别；要根据已有的物理知识，通过现象获取有用信息；最后运用动量定理，作出正确的解释。
［演示］快速拉出
一块矩形木块竖立地把一条纸v
单压在水平桌面上，如图。
先后快
速和慢速地把纸单抽出。
快速抽出，慢速拉出
木块几乎在原处不动；而慢速抽出，v
木块将翻倒。
［共同分析］
师：
研究对象为木块，在纸带
抽出过程中，木块水平方向受到什么力的作用？
生：
受到纸带对它的摩擦力作用。
师：
那么，纸带快速抽出与慢速抽出，对木块来讲，它受到摩擦力作用情况有什么异同？
（给学生思考，进行一些讨论，然后提问。
）
生：
……
生：
纸带快速抽出与慢速抽出，木块受到的摩擦力大小没有变，都是滑动摩擦力f=μN=μmg。
而改变的是作用时间，快抽作用时间短；慢抽作用时间长。
师：
说得很好！
这里要注意到滑动摩擦力的值是比较小的。
再看快抽与慢抽造成的结果差异。
谁来说说开？
请抓住实质用物理语言加以准确表述。
生甲：
……
生乙：
……
……
（教师对于学生的回答，要加以及时恰当的启发补充，并最后给予完整的表述）
师：
当纸带很快抽出，作用时间很短，木块受到的摩擦力冲量较小，由动量定理知，木块的动量变化很小，因而几乎保持原来的运动状态，仍处在原处。
而纸带慢速抽出时，作用时间较长，木块受到摩擦力冲量较大，动量就有较大变化，即木块运动状态发生较大改变，（木块下部获得速度，而木块上部由于惯性，还将保持原先静止状态）故发生了翻倒现象。
（以上的教学仅对于动量定理作了一些定性的应用，学生对定理的理解和掌握还处于一种粗浅的状态。
教学中还需进行一些问题的定量求解，并要设置某些“障碍”或“陷阱”。
通过“障碍”的排除，“陷阱”的识别，使同学们对于动量定理的物理意义有更深刻的理解；对应用动量定理解决问题的步骤及关键有个更好的掌握。
）
师：
为了使大家对动量定理更好的理解和进一步的掌握，下面我们要定量的解决一些问题。
请看投影片。
［投影例题］
【例】一建筑工人不慎从高h=30m的地方跌下，系在身上的保险带长L=5m，若保险带拉直后的缓冲时间t=2s。
已知人的质量m=70Kg。
则人受到保险带的拉力T为多少？
［学生求解］
（一人上讲台板演，其余笔记本练习，教师巡回辅导。
）
……
［讲解、板书］
（以黑板学生练习及实物投影座位学生的练习为材料，选出遗漏重力的；冲量、动量方向处理不好的等典型错误，进行剖析。
）
【解】
以人为研究对象，考虑保险带拉直、张紧过程，
受力分析如图，向下为正方向。
T
由动量定理，有（mg－T）t=mv2－mv1
其中v2=0，v1=
解得
mg
N
即人受到保险带的平均拉力为1050N。
［讲述］
刚才有同学在求解时，没有完整地分析合外力的情况，把重力丢了，以为动量定理中的冲量就是拉力的冲量。
结果得出
N
这样一个常理不符的结论，因为人本身的重量就有700N。
还有的同学在例式求解时，冲量和动量的方向混乱，这些都是要注意的。
四、课堂小结
（1）动量定理虽然在课堂中是通过一个匀变速直线运动，即外力是恒力的情况下推导出来的，但是在变力冲量时，动量定理同样适用，只不过这是冲量Ft中的F是一个平均作用力。
象本节课中“头顶足球的力”、“保险带的拉力”实际上都是一个平均力。
（2）应用动量定理解决物理问题，一定要按照规范的步骤和正确的方法来进行。
首先，确定对象和过程，进行完整的受力分析。
其次，确定正方向，一般（或默认）以初动量方向为正。
注意各个物理量的方向，确定正、负号。
然后，根据条件写出合外力冲量、初动量、末动量的表达式，由动量定理列出方程。
最后，正确地把矢量问题转化为代数运算，代入数据，解得题意所要求的物理量。
五、布置作业
思考：
1.钉钉子时要用铁锤而不用橡皮锤，而铺地砖时又要用橡皮锤，为什么？
书面：
2．一个质量为0.2kg的棒球，以20m/s的速度水平飞来，以棒击球后，球以25m/s的速度反向飞去，若棒与球的接触时间是0.01s。
则棒击球的平均作用力为多少？
3．在粗糙的水平面上用水平恒力F推动质量为m的物体，由静止开始运动，经1s撤去外力F，又经过2s物体停止运动，则物体与水平面的滑动摩擦系数为多少？
（用动量定理求解）
升级会员 