第一篇:动量定理的教学设计方案物理教案
充分利用演示实验,由实验导入课题,由实验来分析问题,组织学生讨论. 课时安排:1课时
教学用具:海绵垫、鸡蛋、橡皮、纸带、细线、铁锤等 师生互动活动设计:
1、教师做好演示实验,设计适当的具有启发性问题指导点拨
2、观察并亲自动手实验、讨论、分析 教学过程:
一、新课教学
演示实验,鸡蛋从一米多高的地方落到海绵垫,鸡蛋没有打坡,为什么呢?由此切入动量定理的推导.
如图所示,质量为m的物体在水平恒力作用下,经过时间t,速度由v变为,由牛顿第二定律知 „„(1)
而加速度 „„(2)
由(1)、(2)两式得
或写为
即合外力的冲量等于物体动量的改变
强调对动量定理的理解
1、定理反映了合外力冲量是物体动量变化的原因.
2、动量定理公式中的f是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,如果是变力,此时所得的力是平均合外力.
3、动量定理公式中的f·t是合外力的冲量,是使研究对象动量发生变化的原因,在所研究的物理过程中,如作用在物体上的各个外力作用时间相同,求合外力的冲量可先求所有力的合外力,再乘以时间,也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的会冲量,如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同,就只能先求每个外力在相应时间内的冲量,然后再求所受外力冲量的矢量和.
4、动量定理公式中的 或,是所研究对象的动量的改变量,公式中的“-”号是运算符号,与正方向的选取无关.
5、是矢量式,在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边形定则,也可以采用正交分解法,将矢量运算转为代数运算.
6、动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同,方向一致,单位等效.合外力的冲量是物体动量变化的原因,但不能认为合外力的冲量就是动量的增量.
7、动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观现象和高速运动仍然适用.
二、分析例题
【例1】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大?
分析:球棒对垒球的作用力是变力,力的作用时间很短.在这个短时间内,力的大小先是急剧地增大,然后又急剧地减小为零,在冲击、碰撞一类问题中,相互作用的时间很短,力的变化都具有这个特点.动量定理适用于变力,因此,可以用动量定理求球棒对垒球的平均作用力.
由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量,由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力.
例题详解见书.
【例2】如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4rn/s,打击后铁锤的速度变为零,设打击时间为0.01s
1、不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
2、考虑铁锤的重量,铁锤打钉子的平均作用力是多大?
3、你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量.
分析(如图)以铁锤为研究对象,受到重力和铁钉弹力的作用,碰撞前,铁锤动量,碰撞后,铁锤动量为零.
根据动量定量,取向下为正方向列式,可求解
解答过程略.
归纳小结:应用动量定理的解题步骤:
1、确定研究对象
2、进行受力分析,确定全部外力及作用时间
3、找出物体的初末状态并确定相应的动量
4、选正方向,并给每个力的冲量和初末动量带上正负号,以表示和正方向同向或反向
5、根据动量定理列方程求解 提示学生注意:
1、定理中ft是合外力的冲量,并且要把这个冲量与受到这个冲量的物体动量变化对应起来.
2、物体的初末态速度应是相对同一参考系(通常取地面为参考系)
3、各量应统一用国际单位求解.
4、在重力与平均作用力相比很小的情况下,可以不考虑重力的冲量,而可忽略重力. 【例3】设在演示实验中,鸡蛋从1m高处自由下落到海绵垫上,若从鸡蛋接触软垫到陷至最低点经历的时间为0.2s,则这段时间内软垫对鸡蛋的平均作用力多大?分析鸡蛋受力情况,强调重力不能忽略,得出鸡蛋受到软垫的平均作用力很小. 应用举例:
请同学根据动量定理解释例2和例3中作用力大小为什么相差很大,结合教材内容分析讨论.
结论:当动量的变化一定时,缩短力的作用时间可增大作用力,延长力的作用时间可减小作用力.
三、学生活动:[小实验]纸带压在橡皮下面,放在水平桌面上,缓慢拉动和迅速抽动纸带,观察哪种情况下纸带更容易抽出.
继续学生实验,用细线拴住铁块,缓慢或迅速向上提起细线,观察哪种情况下细线易断.
用动量定理对上述两个实验结果进行解释.
继续提问:茶杯排在石头上立即摔碎,掉在软垫上不易摔碎等现象,用动量定理解释.
四、总结、扩展
1、对于大小、方向都不变的恒力,它们冲量可以用 计算,若f是变力,但在某段时间内方向不变,大小随时间均匀变化,可用平均力 求出在时间t内的冲量,根据动量定理,通过求 间接求出变力冲量.
2、用动量定理解题时,“合外力的冲量”可改为“外力冲量的矢量和”.同时应明确哪段时间内的冲量以及对应时间内动量的变化.
3、冲量和动量的变化量都是过程量,适当的确定初末状态可使解题过程简化.
4、动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的,如涉及到力与作用时间的问题应优选动量定理解题.
第二篇:动量定理的教学设计方案(模版)
动量定理的教学设计方案
作者: 收集于网络
动量定理的教学设计方案
充分利用演示实验,由实验导入课题,由实验来分析问题,组织学生讨论. 课时安排:1课时
教学用具:海绵垫、鸡蛋、橡皮、纸带、细线、铁锤等 师生互动活动设计:
1、教师做好演示实验,设计适当的具有启发性问题指导点拨
2、观察并亲自动手实验、讨论、分析 教学过程:
一、新课教学
演示实验,鸡蛋从一米多高的地方落到海绵垫,鸡蛋没有打坡,为什么呢?由此切入动量定理的推导.
如图所示,质量为M的物体在水平恒力作用下,经过时间t,速度由v变为,由牛顿第二定律知 ……(1)
而加速度 ……(2)
由(1)、(2)两式得
或写为
即合外力的冲量等于物体动量的改变
强调对动量定理的理解
1、定理反映了合外力冲量是物体动量变化的原因.
2、动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,如果是变力,此时所得的力是平均合外力.
3、动量定理公式中的F·t是合外力的冲量,是使研究对象动量发生变化的原因,在所研究的物理过程中,如作用在物体上的各个外力作用时间相同,求合外力的冲量可先求所有力的合外力,再乘以时间,也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的会冲量,如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同,就只能先求每个外力在相应时间内的冲量,然后再求所受外力冲量的矢量和.
4、动量定理公式中的 或,是所研究对象的动量的改变量,公式中的“-”号是运算符号,与正方向的选取无关.
5、是矢量式,在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边形定则,也可以采用正交分解法,将矢量运算转为代数运算.
6、动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相同,方向一致,单位等效.合外力的冲量是物体动量变化的原因,但不能认为合外力的冲量就是动量的增量.
7、动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观现象和高速运动仍然适用.
二、分析例题
【例1】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大?
分析:球棒对垒球的作用力是变力,力的作用时间很短.在这个短时间内,力的大小先是急剧地增大,然后又急剧地减小为零,在冲击、碰撞一类问题中,相互作用的时间很短,力的变化都具有这个特点.动量定理适用于变力,因此,可以用动量定理求球棒对垒球的平均作用力.
由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量,由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力.
例题详解见书.
【例2】如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4rn/s,打击后铁锤的速度变为零,设打击时间为0.01s
1、不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
2、考虑铁锤的重量,铁锤打钉子的平均作用力是多大?
3、你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量.
分析(如图)以铁锤为研究对象,受到重力和铁钉弹力的作用,碰撞前,铁锤动量,碰撞后,铁锤动量为零.
根据动量定量,取向下为正方向列式,可求解
解答过程略.
归纳小结:应用动量定理的解题步骤:
1、确定研究对象
2、进行受力分析,确定全部外力及作用时间
3、找出物体的初末状态并确定相应的动量
4、选正方向,并给每个力的冲量和初末动量带上正负号,以表示和正方向同向或反向
5、根据动量定理列方程求解 提示学生注意:
1、定理中Ft是合外力的冲量,并且要把这个冲量与受到这个冲量的物体动量变化对应起来.
2、物体的初末态速度应是相对同一参考系(通常取地面为参考系)
3、各量应统一用国际单位求解.
4、在重力与平均作用力相比很小的情况下,可以不考虑重力的冲量,而可忽略重力. 【例3】设在演示实验中,鸡蛋从1m高处自由下落到海绵垫上,若从鸡蛋接触软垫到陷至最低点经历的时间为0.2s,则这段时间内软垫对鸡蛋的平均作用力多大?分析鸡蛋受力情况,强调重力不能忽略,得出鸡蛋受到软垫的平均作用力很小. 应用举例:
请同学根据动量定理解释例2和例3中作用力大小为什么相差很大,结合教材内容分析讨论.
结论:当动量的变化一定时,缩短力的作用时间可增大作用力,延长力的作用时间可减小作用力.
三、学生活动:[小实验]纸带压在橡皮下面,放在水平桌面上,缓慢拉动和迅速抽动纸带,观察哪种情况下纸带更容易抽出.
继续学生实验,用细线拴住铁块,缓慢或迅速向上提起细线,观察哪种情况下细线易断.
用动量定理对上述两个实验结果进行解释.
继续提问:茶杯排在石头上立即摔碎,掉在软垫上不易摔碎等现象,用动量定理解释.
四、总结、扩展
1、对于大小、方向都不变的恒力,它们冲量可以用 计算,若F是变力,但在某段时间内方向不变,大小随时间均匀变化,可用平均力 求出在时间t内的冲量,根据动量定理,通过求 间接求出变力冲量.
2、用动量定理解题时,“合外力的冲量”可改为“外力冲量的矢量和”.同时应明确哪段时间内的冲量以及对应时间内动量的变化.
3、冲量和动量的变化量都是过程量,适当的确定初末状态可使解题过程简化.
4、动量定理是由牛顿第二定律和运动学公式推出的,如涉及到力与作用时间的问题应优选动量定理解题.
5、根据动量定理 可知,即牛顿第二定律又可理解为物体所受到的合外力等于物体动量的变化率.
6、合外力的冲量也可以用F—t图像所围成的面积求出,或用 求出.
五、板书设计 动量定理
一、动量定理
1、内容:
2、表达式:
3、对动量定理的理解
(1)定理反映了合外力冲量与物体动量变化的关系
(2)定理表达式是矢量式
(3)定理的适用条件
(a)无论物体所受力是恒力还是变力
(b)无论各个力的作用时间是否一致
(c)无论轨迹是直线还是曲线
4、应用动量定理解题步骤
(1)确定研究对象
(2)分析研究对象所受的合外力及作用时间
(3)找出物体的初末状态并确定相应的动量
(4)选定正方向,并给每个力的冲量和初末动动量带上正负号
(5)根据动量定理列方程求解并讨论
二、应用举例
1、增大作用力
当 一定时,减少力的作用时间
2、减小作用力
当 一定时,增大力的作用时间
第三篇:相位的教学设计方案物理教案
一、教学目标
1.了解简谐运动位移方程中各量的物理含义。
2.理解相位的物理意义。
二、重点难点
重点:理想相位在描述振动中的作用,知道简谐运动规律的数学表达式——振动方程。
难点:理解相位的物理意义。
三、教与学师生互动
教学过程
我们已引入了振幅来描述振动的强弱,同期和频率描述振动的快慢,但振幅、周期和频率不能反映振动物体在某时刻处于怎样的状态,不能比较两个振动的步调是否一致,这说明仅有振幅、周期和频率来描述振动还不够全面.
(一)相位
【演示】两相同的单摆:(1)将摆球向同一侧拉离平衡位置达相同偏角后同时释放,它们的振幅相同,周期相同,并且可观察到它们运动的步调一致.(2)将摆球向同一侧拉离平衡位置达胡同偏角后先后释放,它们虽振幅、周期相同,但可观察到它们运动的步调不一致.
1.概念的引入:为了描述振动物体所处的状态和为了比较两振动的物体的振动步调,引入物理量相位。
2.相位决定了振动物体的振动状态,两个振动的步调一致称为同相,步调完全相反称为反相.
(二)简谐运动的振动方程
简谐运动的位移和时间的关系可以用图象来表示为正弦或余弦曲线,如将这一关系表示为数学函数关系式应为:
【说明】简谐运动的位移和时间的关系也可以用余弦函数表示.
1.简谐运动的振动方程:我们称简谐运动的位移随时间变化的关系式
为振动方程(位移方程).
2.圆频率:振动方程中的 叫做圆频率(相当于匀速圆周运动中的角速度),也叫做角频率,它与周期或频率之间的关系为。
3.相位的定义:我们把振动方程中正弦(或余弦)函数符号后面相当于角度的量(),叫做振动的相位,相位也叫位相、周相,或简称为相.
【注意】同一个振动用不同函数表示时相位不同.
(1)相位()是随时间变化的一个变量
(2)t=0时的相位,叫做初相位,简称初相.
(3)相位每增加2,就意味着完成了一次全振动.
4.相位差:顾名思义,是指两个相位之差,在实际中经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差,反映出两简谐运动的步调差异.
设两简谐运动a和b的振动方程分别为:
它们的相位差为。
可见,其相位差恰等于它们的初相之差,因为初相是确定的,所以对频率相同的两个简谐运动有确定的相位差.
若,则称b的相比a的相超前,或a的相比b的相落后 ;若,则称b的相比a的落后,或a的相比b的相超前 .
(1)同相:相位差为零,一般地为 .(……).
(2)反相:相位差为,一般地为 .(……).
【注意】比较相位或计算相位差时,要用同种函数来表示振动方程.
【例1】两个简谐运动分别为 .求它们的振幅之比,各自的频率,以及它们的相位差.
【解析】振幅之比。它们的频率相同,都是
。它们的相位差,而振动为反相.
【例2】一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8cm,频率为0.5hz,在t=0时,位移是4cm,且向x轴负方向运动,试写出用正弦函数表示的振动方程 .
【解析】简谐运动振动方程的一般表达式为.
根据题给条件有:a=0.08m。所以(m).将t=0时x=0.04m代入得,解得初相 或 .因为t=0时,速度方向沿x轴负方向,即位移在减小,所以取。
所求的振动方程为(m).
【小结】简谐运动的振动方程。()叫做相位,表示振动所处的状态.
【作业】课本p172练习五l~5
四、课堂反馈测试
1.有两个振动的振动方程分别是:,下列说法正确的是()
a.它们的振幅相同
b.它们的周期相同
c.它们的相差恒定
d.它们的振动步调一致
2.一质点做简谐运动,其振动方程为,则振动的振幅为_______,周期为_______,t=0时质点的位移为_______,振动的初相为_______。
3.一个简谐运动的振动方程是
第四篇:高一物理教案第1单元:动量 冲量 动量定理
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FF0FtFFt来计算,因为F0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FM(vv),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pm2gh,方向竖直g
例
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
例
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.FA
(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
第五篇:《动量定理》的教学设计
《动量定理》教学设计
一、教材分析 地位与作用
本节课的内容是全日制普通高级中学物理第二册(人教版)第一章第二节《动量定理》。
本章引入动量这个新概念并结合牛顿第二定律推导出《动量定理》。《动量定理》侧重于力在时间上的累积效果。为解决力学问题开辟了新的途径,尤其是打击和碰撞的问题。这一章可视为牛顿力学的进一步展开,为力学的重点章。
《动量定理》为本章第二节,是第一节《动量和冲量》的继续,同时又为第三节《动量守恒定律》奠定了基础。所以《动量定理》有承前启后的作用。同时《动量定理》的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。
二、学情分析
高一学生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中需以一些感性认识作为依托,加强直观性和形象性,以便学生理解。
学生有根据加速度来分析力和运动的知识准备,利用2004年1月4日美国航天局的“勇气号”探测器着陆火星的图片,创设问题情景,激发学生的兴趣,让学生把物理现象自然过渡到新知识点上,从而引导学生应用已掌握的基础知 识,通过理论分析和推理判断来获得新知识。
撞击、打击现象是学生在生活中比较熟悉的,也是他们容易发生兴趣的现象。充分发挥图片、录像和演示实验的作用,符合他们好奇、好动、好强的心理特点,调动他们学习的积极性和主动性。
三、教学目标、重点、难点、关键
(一)教学目标
1.知识与技能:理解动量定理的确切含义,知道其表达式,知道动量定理也适用于变力情况;能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式;会用动量定理解释有关现象;会用动量定理计算一些简单问题
2.过程与方法:通过用动量定理解释现象和处理有关问题,使学生掌握应用知识解决实际问题的方法
3.情感态度与价值观:通过实验导入,激发学生学习物理的兴趣,增强参与科技活动的热情,有从生活到物理,从物理到生活的意识。
(二)重点、难点、关键
重点:动量定理的推导及确切含义,解释有关现象 难点:动量定理的矢量性
关键:先规定正方向,合力的冲量的方向和动量变化量的方向一致
四、设计理念
本节课以学生为主体,运用“引导→探究”模式进行教学。在课堂上鼓励学生主动参与、主动探究、主动思考、主动实践,在教师合理、有效的引导下进行高效率学习,以充分体现探究的过程和实现对学生探究能力培养的过程。为此本人在下面的三方面进行了尝试。
五、教学流程设计 教学方法
应用实验导入法、设置问题情境,启发学生通过自己的思考和讨论来探究动量定理。教学流程
(一)复习导入
实验导入法,设置问题,激发学生学习物理的兴趣和探究新知。
(二)研习新课
1、动量定理
2、用动量定理解释导语中的现象
3、动量定理的应用
(三)课堂练习:课后练习(1)(2)
(四)小结
1、本节课我们学习了动量定理,可得到冲量的求解方法
2、动量定理是力学问题中的一条重要定理
3、要注意用动量定理解题的方法和步骤。
(五)作业P7 练习二(3)(4)
六、板书设计
1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量的变化 2.表达式:Ftmvmv=ΔP
①矢量式:I合的方向与ΔP的方向相同
②因果式:合力的冲量是使物体动量变化的原因
动量的改变是合力在时间上积累的效果
③适用于变力
④单位等效,不混用1kgm/s=1N·s 3.步骤:
①确定研究对象
②明确运动过程,确定初末状态 ③受力分析 ④规定正方向
⑤计算初末动量及合力的冲量 ⑥根据动量定理列方程解。