第一篇:动量教案
16.3 动量守恒定律 导学案(人教版选修3-5)
编写人:兰梦
【学习目标】
1.在了解系统、内力和外力的基础上,认识和理解动量守恒定律。2.能运用牛顿第二定律和第三定律导出动量守恒的表达式。3.了解动量守恒定律的普遍性和牛顿运动定律适用范围的局限性。4.深刻理解动量守恒定律,练习用动量守恒定律解决生产生活问题。【学习重点】 理解动量守恒定律及其应用 【学习难点】 理解动量守恒的条件 【自主学习】
1.系统: 2.内力: 3.外力: 【从生活现象引入】
请两个同学穿上旱冰鞋,静止在教室水泥地上,总动量为0,相互用力推开后,问总动量为多少?
【课堂问题探究】
问题1:请同学们根据课本第12页图16.3-2的情景用牛顿第二定律推导动量守恒定律的表达式。
问题2:对这个式子,你还有那些表达形式,如何去理解?
问题3:动量守恒定律在使用过程中有那些需要注意的地方
问题4:动量守恒定律的条件除了内容中所说的不受外力或所受合外力为零的情况,你认为还有哪些情况可以满足动量守恒?
问题5:动量守恒定律比牛顿第二定律的优越性体现在哪些方面?
【动量守恒定律的应用】
(A)例
1、在列车编组站里,一辆m1=1.8×104Kg的货车在平直轨道上以υ1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104Kg的静止的货车,它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后的速度。
变式
1、小车质量为200kg,车上有一质量为50kg的人。小车以5m/s的速度向东匀速行使,人以1m/s的速度向后跳离车子,求:人离开后车的速度。
(B)例
2、一枚在空中飞行的导弹,质量为m,在某点的速度为υ,方向水平。导弹在改点突然炸裂成两块,其中质量为m1一块沿着与υ相反的方向飞去,速度为υ1.求炸裂后另一块的速度υ2.提示:在炸裂过程中,炸裂成的两部分都受到重力和空气阻力作用,所受外力不为0。但是在水平方向上系统所受内力远大于这些外力,可以认为系统在水平方向上动量守恒。
讨论:(1)若炸裂前速度υ的方向为正方向,则υ1与υ的方向相反,即υ1 取。由上式可知υ2 为。这表示另一块的速度方向一定与 相同。即炸裂前后总动量方向相同,否则动量不守恒。
(2)假若炸裂后已知一块的方向与炸裂前的方向相同,则炸裂后的另一块方向可能也和原来的方向相同吗?
【巩固练习】
问题与练习3、5、6、7、【板书设计】 动量守恒定律
(1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。(2)适用条件:系统不受外力或者所受外力的和为零
(3)公式:p1/+p2/=p1+p2即m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ 或Δp1=-Δp2或Δp总=0(4)注意点:
① 研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。② 矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的)④ 条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力; 条件的延伸:
a.当F内>>F外时,系统动量可视为守恒;(如爆炸问题。)b.若系统受到的合外力不为零,但在某个方向上的合外力为零,则这个方向的动量守恒。
第二篇:冲量和动量教案
冲量和动量
一、教学目标
1.理解和掌握冲量的概念,强调冲量的矢量性。
2.理解和掌握动量的概念,强调动量的矢量性,并能正确计算一维空间内物体动量的变化。
3.学习动量定理,理解和掌握冲量和动量改变的关系。
二、重点、难点分析
有了力、时间、质量和速度的概念,为什么还要引入冲量和动量的概念?理解冲量、动量的概念。
冲量和动量都是矢量,使用这两个物理量时要注意方向性。
三、主要教学过程(一)引入新课
力是物体对物体的作用。力F对物体作用一段时间t,力F和所用时间t的乘积有什么物理意义?
质量是物体惯性的量度,是物体内在的属性。速度是物体运动的外部特征。物体的质量与它运动速度的乘积有什么物理意义?
这就是我们要讲的冲量和动量。
四、教学过程设计 1.冲量
力是产生加速度的原因。如果有恒力F,作用在质量为m、静止的物体上,经过时间t,会产生什么效果呢?由Ft=mat=mv看出,力与时间的乘积Ft越大,静止的物体获得的速度v就越大;Ft越小,物体的速度就越小。
由公式看出,如果要使静止的物体获得一定的速度v,力大,所用时间就短;力小,所用时间就长一些。
力和时间的乘积在改变物体运动状态方面,具有一定的物理意义。明确:力F和力作用时间t的乘积,叫做力的冲量。用I表示冲量,I=Ft。写出:I=Ft 力的国际单位是牛,时间的国际单位是秒,冲量的国际单位是牛·秒,国际符号是N·s。
写出:(1)单位:N·s 力是矢量,既有大小,又有方向;冲量也既有大小,又有方向。冲量也是矢量。
写出:(2)冲量是矢量
冲量的方向由力的方向确定。如果在力的作用时间内,力的方向保持不变,则力的方向就是冲量的方向。如果力的方向在不断变化,如一绳拉一物体做圆周运动,则绳的拉力在时间t内的冲量,就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量,其方向可以通过动量变化的方向间接得出。学习过动量定理后,自然也就会明白了。
说明:计算冲量时,一定要注意计算的是一个力的冲量,还是合力的冲量。例1:以初速度v0竖直向上抛出一物体,空气阻力不可忽略。关于物体受到的冲量,以下说法中正确的是
[
] A.物体上升阶段和下落阶段受到重力的冲量方向相反 B.物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反 C.物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量 D.物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向下
分析:物体在整个运动中所受重力方向都向下,重力对物体的冲量在上升、下落阶段方向都向下,选项A错。
物体向上运动时,空气阻力方向向下,阻力的冲量方向也向下。物体下落时阻力方向向上,阻力的冲量方向向上。选项B正确。
在有阻力的情况下,物体下落的时间t2比上升时所用时间t1大。物体下落阶段重力的冲量mgt2大于上升阶段重力的冲量mgt1,选项C正确。在物体上抛的整个运动中,重力方向都向下。物体在上升阶段阻力的方向向下,在下落阶段虽然阻力的方向向上,但它比重力小。在物体从抛出到返回抛出点整个过程中,物体受到合力的冲量方向向下,选项D正确。
综上所述,正确选项是B、C、D。
要注意的是,冲量和力的作用过程有关,冲量是由力的作用过程确定的过程量。
2.动量
运动物体与另一个物体发生作用时,作用的效果是由速度决定,还是由质量决定,还是由质量和速度共同决定?
提出问题:以10m/s的速度运动的球,能不能用头去顶? 回答是:足球,就能去顶;铅球,则不能。质量20g的小物体运动过来,能不能用手去接?
回答是:速度小,就能去接。速度大,如子弹,就不能。
在回答上面问题的基础上,可归纳出;运动物体作用的效果,它的动力学特征由运动物体的质量和速度共同决定。
明确:运动物体的质量和速度的乘积叫动量。动量通常用字母p表示。写出:p=mv 质量的国际单位是千克,速度的国际单位是米每秒。动量的国际单位是千克米每秒,国际符号是kg·m·s-1。
写出:(1)单位:kg·m·s-1
质量均为m的两个物体在水平面上都是由西向东运动,同时撞到一个静止在水平面上的物体,静止的物体将向东运动。如果这两个物体一个由东向西,一个由西向东运动,同时撞到静止在水平面上的物体,这个物体可能还静止不动。可见动量不仅有大小,而且还有方向。动量是矢量,动量的方向由速度方向确定。
写出:(2)动量是矢量,动量的方向就是速度的方向。
动量是矢量,在研究动量改变时,一定要注意方向。如果物体沿直线运动,动量的方向可用正、负号表示。
例2:质量为m的小球以水平速度v垂直撞到竖直墙壁上后,以相同的速度大小反弹回来。求小球撞击墙壁前后动量的变化。解:取反弹后速度的方向为正方向。碰后小球的动量p′=mv。碰前速度v的方向与规定的正方向反向,为负值。碰前动量p=-mv。小球动量的改变大小为
p′-p=mv-(-mv)=2mv 小球动量改变的方向与反弹后小球运动方向同向。3.动量定理
在前面讲冲量时,已经得出Ft=mv的关系。这说明物体在冲量作用下,静止的物体动量变化与冲量的关系。
冲量和动量之间究竟有什么关系?在恒力F作用下,质量为m的物体在时间t内,速度由v变化到v′。根据牛顿第二定律,有F=ma 式中F为物体所受外力的合力。等式两边同乘时间t,Ft=mat=mv′-mv 式子左侧是物体受到所有外力合力的冲量,用I表示。mv和mv′是冲量作用前、作用后的动量。分别用p和p′表示。p′-p是物体动量的改变,又叫动量的增量。等式的物理意义是:物体动量的改变,等于物体所受外力冲量的总和。这就是动量定理。用公式表示:
写出:I=p′-p
例3:质量2kg的木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。g=10m/s2,求恒力作用木块上10s末物体的速度。解法1:恒力作用下的木块运动中共受到竖直向下的重力mg,水平面向上的支持力N,沿水平方向的恒力F和摩擦力,如图所示。木块运动的加速度
木块运动10s的速度
vt=at=0.5×10m/s=5m/s 解法2:木块的受力分析同上。在10s内木块所受合力的冲量I=Ft-ft。木块初速度是零,10s末速度用v表示。10s内木块动量的改变就是mv。根据动量定理I=mv,10s末木块的速度
两种解法相比较,显然利用动量定理比较简单。动量定理可以通过牛顿第二定律和速度公式推导出来,绕过了加速度的环节。用动量定理处理和时间有关的力和运动的问题时就比较方便。
(三)课堂小结
1.力和时间的乘积,或者说力对时间累积的效果叫冲量。力是改变物体运动状态的原因,冲量是改变物体动量的原因。
动量是描述运动物体力学特征的物理量,是物理学中相当重要的概念。这一概念是单一的质量概念、单一的速度概念无法替代的。
2.动量定理反映了物体受到所有外力的冲量总和和物体动量的改变在数值和方向上的等值同向关系。
3.冲量、动量都是矢量,动量定理在使用时一定要注意方向。物体只在一维空间中运动各力也都在同一直线时,动量、冲量的方向可用正、负号表示。
五、说明
运动具有相对性。动量也具有相对性。在中学阶段,我们只讨论以地面为参照系的动量
第三篇:动量守恒教案
动量守恒定律
(教案)杜茂文
教学目标:
一、知识目标
1、理解动量守恒定律的确切含义.
2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围.
二、能力目标
1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律.
2、能运用动量守恒定律解释现象.
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).
三、情感目标
1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法.
2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义及对社会发展的巨大推动作用. 重点难点:
重点:理解和基本掌握动量守恒定律. 难点:对动量守恒定律条件的掌握. 教学过程:
动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律.
(-)系统
为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念.
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取.
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力.
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力.
内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力.
(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系
【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mA\mB和作用后的位移SA和SB比较mASA和mBSB.
1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计.
2.实验结论:两物体A、B在不受外力作用的条件下,相互作用过程中动量变化大小相等,方向相反,即△pA=-△pB或△pA+△pB=0
【注意】因为动量的变化是矢量,所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同.
(三)动量守恒定律
1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.
2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’
(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.
【注意】式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算. 3.成立条件
在满足下列条件之一时,系统的动量守恒
(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.
(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.
(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.
4.适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.
(四)由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律
设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt 内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt =△p1;F12△Vt =△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即: △p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2= m1v1’+m2v2’.
【例1】如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?
【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.
【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:
(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?
【解析】从图中A、B两位置的变化可知,作用前B是静止的,作用后B向右运动,A向左运动,它们都是匀速运动.mAvA+mBvB= mAvA’+mBvB’(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);
vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)
△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.
(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.14*0.5=0.07(kg·m/s)碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’
=0.14*(-0.06)+0.22*(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.
【例3】一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?
(1)撞后第1s末两物距0.6m.(2)撞后第1s末两物相距3.4m.
【解析】以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒. 设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有: mAvA=mAvA’+mBvB’; vB’t-vA’t=s(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.
(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.
小结:(根据课堂实际加以总结)
第四篇:动量和动量定理教案
§ 2
动量和动量定理
一、学习目标
1.理解动量的概念,知道动量和动量变化均为矢量;会计算一维情况下的动量变化。
2.理解冲量的概念,知道冲量是矢量,掌握冲量与动量变化的关系。
3.理解动量定理的确切含义,掌握其表达式。
4.能运用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
二、导入新课
鸡蛋在同学们生活中是常见的,印象中又是很容易破碎的。本节课首先通过一个 “瓦碎蛋全”的实验导入新课。
三、新课教授
一、动量
1、定义:
2、单位:
3、对动量的理解:(1)矢量性
(2)瞬时性
(3)相对性
4、动量的变化及计算
1、定义:
2、表达式:
3、动量的变化的计算
(1)初末动量在一条直线上:(2)初末动量不在一条直线上:
例1
一个质量m= 0.1 kg 的钢球,以ʋ = 6 m/s 的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以ʋ'= 6 m/s 的速度水平向左运动,如图所示。碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?
5、动量和动能的区别:
例2.两小球的质量分别是m1和m2,且m1=2m2,当它们的动能相等时,它们的动量大小之比是
二、冲量
1、定义:
2、公式:
3、单位:
4、矢量、过程量;
5、冲量的计算(1)求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)求合冲量
①如果是一维情形,可以化为代数和,如果不在一条直线上,求合冲量遵循平行四边形定则.②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合·Δt求解.例3 把一个质量 m = 2 kg的小球沿水平方向抛出,不计空气阻力,经 t = 5 s,求小球受到的重力的冲量I。(取g=10m/s2)
例4 如图所示,物体静止在水平地面上,先用水平恒力 F1拉物体,然后用水平恒力F2 拉物体,这两个力作用的时间分别为 t1和t2,求物体受 F1、F2 作用的合冲量。
三、动量定理
1、定义:
2、表达式:
3、适用范围:
4、应用动量定理定量计算的一般步骤 ①选定研究对象,明确运动过程.②进行受力分析,确定初、末状态.③选定正方向,根据动量定理列出对应的方程分析求解.5、注意:(1)应用动量定理解题时,一定要对物体进行受力分析,明确各个力和合力是正确应用动能定理的前提.(2)列方程时一定要先选定正方向,严格使用矢量式.(3)变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解.例 4.一个质量为 0.18 kg 的垒球,以 25 m/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 45 m/s。设球棒与垒球的作用时间为 0.01 s,球棒对垒球的平均作用力有多大?
例5:质量为0.5 kg的弹性小球,从1.25 m高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为0.8 m,设碰撞时间为0.1 s, g取10 m/s2,求小球对地板的平均冲力.6、动量定理在生活中的应用 ①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大,反之力就越小;例如:易碎品包装箱内为防碎而放置的碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反之动量变化量就越小.例如:杂耍中,铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂,作用时间很短,铁锤对石板的冲量很小,石板的动量几乎不变,“气功师”才不会受伤害.四、课堂练习
1、下列关于动量的说法中,正确的是()A.质量大的物体动量一定大 B.速度大的物体动量一定大
C.两物体动能相等,动量不一定相等 D.两物体动能相等,动量一定相等
2、下列关于动量的说法中,正确的是()A.物体的动量改变,其速度大小一定改变 B.物体的动量改变,其速度方向一定改变 C.物体运动速度的大小不变,其动量一定不变 D.物体的运动状态改变,其动量一定改变
3、质量为m的物体放在水平面上,在与水平方向成θ夹角的拉力F的作用下由静止开始运动,经过时间t速度达到v,在这一时间内拉力F和重力G的冲量大小分别为()A.Flcosθ,0
B.mv,Ft C.Ft,0
D.Ft,mgt
3、跳高运动员总是跳到海绵垫上,这样做是为了()A 减小运动员的动量变化
B 减小运动员所受的冲量
C 延长着地过程的作用时间
D 减小着地时运动员所受的平均冲力
4、把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上,如图所示,在与水平方向成53°的10 N的力F作用下从静止开始运动,在2 s内力F对物体的冲量为多少?合外力的冲量是多少?(cos53°=0.6)
5、一质量m= 100 g 的小球从 h=0.8 m 高处自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了Δt= 0.2 s,不计空气阻力。求这段时间内软垫对小球的作用力大小。(取 g =10 m/s2)
第五篇:动量冲量教案
我们的理念:一切为了孩子,让孩子快乐学习。
动量
冲量
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。教学重点:动量、冲量的概念,动量定理的应用 教学难点:动量、冲量的矢量性 教学过程:
一、动量和冲量 1.动量
按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:p=mv
(1)动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。(2)动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
(3)动量的相对性:由于物体的速度与参考系的选取有关,所以物体的动量也与参考系选取有关,因而动量具有相对性。题中没有特别说明的,一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。2.动量的变化:
ppp
由于动量为矢量,则求解动量的变化时,其运算遵循平行四边形定则。
(1)若初末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。(2)若初末动量不在同一直线上,则运算遵循平行四边形定则。3.冲量
按定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft
(1)冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
教育是一项良心工程
我们的理念:一切为了孩子,让孩子快乐学习。
(2)冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化,如绳子拉物体做圆周运动,则绳的拉力在时间t内的冲量,就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量,其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
(3)高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量。对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
(4)要注意的是:冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。有了动量定理,不论是求合力的冲量还是求物体动量的变化,都有了两种可供选择的等价的方法。本题用冲量求解,比先求末动量,再求初、末动量的矢量差要方便得多。当合外力为恒力时往往用Ft来求较为简单;当合外力为变力时,在高中阶段只能用Δp来求。
二、动量定理 1.动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I=Δp
(1)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)。(2)动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。
(3)现代物理学把力定义为物体动量的变化率:FP(牛顿第二定律的动量形式)。
t(4)动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正。点评:要注意区分“合外力的冲量”和“某个力的冲量”,根据动量定理,是“合外力的冲量”等于动量的变化量,而不是“某个力的冲量” 等于动量的变化量。这是在应用动量定理解题时经常出错的地方,要引起注意。
2.动量定理的定性应用 3.动量定理的定量计算
利用动量定理解题,必须按照以下几个步骤进行:
(1)明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的质点组。质点组内各物体可以是保持相对静止的,也可以是相对运动的。研究过
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我们的理念:一切为了孩子,让孩子快乐学习。
程既可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段。
(2)进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量,但不影响系统的总动量,因此不必分析内力。如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同,就要分别计算它们的冲量,然后求它们的矢量和。(3)规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维的情况下,列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负。
(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。
(5)根据动量定理列式求解。
动量守恒定律及其应用
教学目标:
1.掌握动量守恒定律的内容及使用条件,知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题.
2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤.
3.会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题. 教学重点:
动量守恒定律的正确应用;熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤. 教学难点:
应用动量守恒定律时守恒条件的判断,包括动量守恒定律的“五性”:①条件性;②整体性;③矢量性;④相对性;⑤同时性. 教学过程
一、动量守恒定律 1.动量守恒定律的内容
一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
m2v2
即:m1v1m2v2m1v1教育是一项良心工程
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2.动量守恒定律成立的条件
(1)系统不受外力或者所受外力之和为零;
(2)系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;
(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。(4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒。3.动量守恒定律的表达形式
m2v2,即p1+p2=p1/+p2/,(1)m1v1m2v2m1v1m1v2 m2v1(2)Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2 和4.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
(1)分析题意,明确研究对象.在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。
(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态,即系统内各个物体的初 动量和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
二、动量守恒定律的应用 1.碰撞
(1)弹簧是完全弹性的:(2)弹簧不是完全弹性的:(3)弹簧完全没有弹性:
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2.子弹打木块类问题
子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型,它的特点是:子弹以水平速度射向原来静止的木块,并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。
3.反冲问题
在某些情况下,原来系统内物体具有相同的速度,发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用过程中系统的动能增大,有其它能向动能转化。可以把这类问题统称为反冲。
4.爆炸类问题
5.某一方向上的动量守恒 6.物块与平板间的相对滑动
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