教科高中物理選修動(dòng)量動(dòng)量定理沖量張實(shí)用教案

1、正確答案正確答案復(fù)習(xí)提問(wèn)復(fù)習(xí)提問(wèn)碰撞中的不變量碰撞中的不變量(binling)是是什么？什么？是物體是物體(wt)的質(zhì)量的質(zhì)量 m 跟速度跟速度 v的乘積，即的乘積，即mv.第1頁(yè)/共32頁(yè)第一頁(yè)，共33頁(yè)。思考題思考題1.動(dòng)量的定義是什么？2.動(dòng)量在國(guó)際單位制中的單位是什么？3.動(dòng)量是狀態(tài)(zhungti)量還是過(guò)程量？4.動(dòng)量是矢量還是標(biāo)量？5.閱讀了人類探究動(dòng)量方向的歷史后有何感想？6.動(dòng)量改變量 是矢量還是標(biāo)量？PPP答：質(zhì)量答：質(zhì)量(zhling)與速度的乘積，與速度的乘積，即即P=mv.答：是狀態(tài)答：是狀態(tài)(zhungti)量量.答：是矢量，方向就是答：是矢量，方向就是v 的方向的

2、方向.答：是矢量答：是矢量.答：答：kgm/s.第2頁(yè)/共32頁(yè)第二頁(yè)，共33頁(yè)。 某段運(yùn)動(dòng)某段運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)過(guò)程（或時(shí)間間隔）末狀過(guò)程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量態(tài)的動(dòng)量p p 跟初狀態(tài)的動(dòng)量跟初狀態(tài)的動(dòng)量p p的矢量差，稱為動(dòng)的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即量的變化（或動(dòng)量的增量），即 1 1、動(dòng)量、動(dòng)量(dngling)(dngling)變化的三種變化的三種情況：情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。大小變化、方向改變或大小和方向都改變。 2 2、同一直線上同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：動(dòng)量變化的運(yùn)算：規(guī)定好正方向規(guī)定好正方向第3頁(yè)/共32頁(yè)第三頁(yè)，共33頁(yè)

3、。3 3、不在同一直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)、不在同一直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)算，遵循算，遵循(zn xn)(zn xn)平行四邊形定則：平行四邊形定則：也稱三角形法則：也稱三角形法則：從初動(dòng)量的矢量從初動(dòng)量的矢量(shling)末端指向末動(dòng)量的矢末端指向末動(dòng)量的矢量量(shling)末端末端動(dòng)量動(dòng)量(dngling)(dngling)的的變化變化p p第4頁(yè)/共32頁(yè)第四頁(yè)，共33頁(yè)。舉例舉例 一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的鋼球，以6m/s的速度(sd)水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到堅(jiān)硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以6m/s的速度(sd)水平向左運(yùn)動(dòng)（如圖所示）。碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？0.16 /0.6 /Pmvk

4、g mskg ms0.16 /0.6 /Pmvkg m skg m s (-) 負(fù)號(hào)表示P 的方向與正方向相反(xingfn)，即碰撞前后鋼球動(dòng)量改變的大小為1.2kgm/s, 方向水平向左。 碰撞(pn zhun)前后鋼球的動(dòng)量變化為1.2 /PPPkg m s 解：取水平向右為正方向，設(shè)碰撞前后鋼球的動(dòng)量分別為P、P PPx第5頁(yè)/共32頁(yè)第五頁(yè)，共33頁(yè)。實(shí)驗(yàn)一：雞蛋落地實(shí)驗(yàn)一：雞蛋落地(lu d)的不同的不同效果效果 猜想猜想(cixing)：效果不同的原因是：效果不同的原因是什么？什么？觀察思考第6頁(yè)/共32頁(yè)第六頁(yè)，共33頁(yè)。思路點(diǎn)撥：用牛頓第二定律思路點(diǎn)撥：用牛頓第二定律(dng

5、l)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)式推導(dǎo)理論探究理論探究問(wèn)題情景：假設(shè)問(wèn)題情景：假設(shè)(jish)一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的物體在恒定的物體在恒定的合外力的合外力F作用下，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為作用下，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為 v，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后，速度變?yōu)楹?，速度變?yōu)関，試探究合外力，試探究合外力F的的表達(dá)式。表達(dá)式。第7頁(yè)/共32頁(yè)第七頁(yè)，共33頁(yè)。理論探究理論探究tvva由牛頓第二定律可知maF由于(yuy)ppp故tpFtpptmvvmtvvmF又加速度為 得解：第8頁(yè)/共32頁(yè)第八頁(yè)，共33頁(yè)。物體動(dòng)量(dngling)的變化率等于物體所受合外力公式的物理意義tpF物體動(dòng)量

6、的變化率等于它所受合外力物體動(dòng)量的變化率等于它所受合外力.牛頓第二定律的牛頓第二定律的另一種形式另一種形式思考討論第9頁(yè)/共32頁(yè)第九頁(yè)，共33頁(yè)。第10頁(yè)/共32頁(yè)第十頁(yè)，共33頁(yè)。 動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。由動(dòng)量定理由動(dòng)量定理Ft =p 得得F=p/t, 即動(dòng)量的變化率等于物即動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力體所受的合力(hl)。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力力(hl)較大，反之則小較大，反之則小; 當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí)當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí), 物體所受物體所受合力合力(hl)為恒力。為恒力。 動(dòng)量動(dòng)量(dngl

7、ing)的變化的變化率率: pF1F2t試比較試比較(bjio)F1與與F2的大?。康拇笮?？第11頁(yè)/共32頁(yè)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。tpF由由變形得變形得ppFt IP 末動(dòng)量末動(dòng)量初動(dòng)量初動(dòng)量合外力與作合外力與作用時(shí)間乘積用時(shí)間乘積合力合力沖量沖量動(dòng)量動(dòng)量變化變化發(fā)展(fzhn)空間.第12頁(yè)/共32頁(yè)第十二頁(yè)，共33頁(yè)。 上式說(shuō)明，如果我們考察一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的始末，那么在這一過(guò)程中物體所受合力與作用時(shí)間的乘積等于(dngy)物體動(dòng)量的變化，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量定理（theorem of momentum） 物理學(xué)中把力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量（impulse）.如果用I代表沖量， 用p

8、表示過(guò)程始末動(dòng)量的改變量，那么(n me)動(dòng)量定理也可以寫(xiě)為ppFtIP FtI 第13頁(yè)/共32頁(yè)第十三頁(yè)，共33頁(yè)。一、動(dòng)量定理一、動(dòng)量定理(dn lin (dn lin dn l)dn l)1.內(nèi)容：物體動(dòng)量的變化(binhu)量等于物體所受合外力的沖量2.表達(dá)式：PPFtPI或直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)(q xin yn dn)；宏觀、微觀.單個(gè)物體、系統(tǒng)；矢量性：PI和方向相同3.理解：適用性：恒力、變力；因果關(guān)系：一定時(shí),Pt 越小F 就越大，t 越大F 就越小。沖量是動(dòng)量變化的原因F一定時(shí)，t越小P就越小，t越大P就越大。t一定時(shí)， P越小F就越小，t越大P就越大。t 越大F 就越小第1

9、4頁(yè)/共32頁(yè)第十四頁(yè)，共33頁(yè)。動(dòng)量定理(dn lin (dn lin dn l)dn l)在生活中應(yīng)用 在在P 一定時(shí)，往往通過(guò)一定時(shí)，往往通過(guò)(tnggu)減小減小t 以獲得到較大的以獲得到較大的力力F，通過(guò)，通過(guò)(tnggu)增大增大t 以獲得到較小的力以獲得到較小的力F. 在在t 一定時(shí)，往往通過(guò)一定時(shí)，往往通過(guò)(tnggu)增大增大P以獲得到較大的以獲得到較大的力力F，通過(guò)，通過(guò)(tnggu)減小減小P以獲得到較小的力以獲得到較小的力F.第15頁(yè)/共32頁(yè)第十五頁(yè)，共33頁(yè)。第16頁(yè)/共32頁(yè)第十六頁(yè)，共33頁(yè)。二、沖量二、沖量(chngling)(chngling)（I I ）2

10、.定義式：FtI 1.定義：力與力的作用時(shí)間的乘積(chngj)叫做力的沖量。4.特點(diǎn)(tdin)：沖量是過(guò)程量（） 沖量是矢量（3.單位：牛頓.秒（Ns）第17頁(yè)/共32頁(yè)第十七頁(yè)，共33頁(yè)。W= FSI=Ft第18頁(yè)/共32頁(yè)第十八頁(yè)，共33頁(yè)。 一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向(fn xin)水平飛回，速度的大小為45m/s。若球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s，球棒對(duì)壘球的平均作用力有多大？沙場(chǎng)練兵沙場(chǎng)練兵 解：取壘球飛來(lái)的方向解：取壘球飛來(lái)的方向(fngxing)為正方向?yàn)檎较?fngxing)，設(shè)壘球的，設(shè)壘球的初、末動(dòng)量分別為初、末

11、動(dòng)量分別為P、P則：則： 0.1825 /4.5 /Pmvkg mskg ms0.18 ( 45)/8.1 /Pmvkg m skg m s 由動(dòng)量定理(dn lin dn l)知壘球所受的平均作用力為： NNttPPF126001.05 .41 .8負(fù)號(hào)表示力的方向與正方向相反，即與壘球飛來(lái)的方向相反。 壘球受平均作用力的大小為1260N。第19頁(yè)/共32頁(yè)第十九頁(yè)，共33頁(yè)。第20頁(yè)/共32頁(yè)第二十頁(yè)，共33頁(yè)。第21頁(yè)/共32頁(yè)第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。第22頁(yè)/共32頁(yè)第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。第23頁(yè)/共32頁(yè)第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。第24頁(yè)/共32頁(yè)第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。實(shí) 驗(yàn) 雞蛋從一定的

12、高度落到地板上，肯定會(huì)打破雞蛋從一定的高度落到地板上，肯定會(huì)打破?，F(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊。我們盡?，F(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊。我們盡可能把雞蛋舉得高高的，然后可能把雞蛋舉得高高的，然后(rnhu)(rnhu)放開(kāi)放開(kāi)手，讓它落到泡沫塑料墊上，看看雞蛋會(huì)不會(huì)手，讓它落到泡沫塑料墊上，看看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破。被打破。 在日常生活中，有不少這樣的事例：跳遠(yuǎn)(tioyun)時(shí)要跳在沙坑里;跳高時(shí)在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳，落地后雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等.這樣做的目的是為了緩沖.而在某些情況下，我們又不希望緩沖，比如用鐵錘釘釘子.第25頁(yè)/共32頁(yè)第二十五

13、頁(yè)，共33頁(yè)。第26頁(yè)/共32頁(yè)第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。第27頁(yè)/共32頁(yè)第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。第28頁(yè)/共32頁(yè)第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。動(dòng)量定理(dn lin dn l)(dn lin dn l)與動(dòng)能定理 動(dòng)量與動(dòng)能 1 1、動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量 兩者都是表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。 2 2、沖量與功：沖量是力的作用效果在時(shí)間上的累積，功是力的作用效果在空間上的累積。 動(dòng)量定理與動(dòng)能定理(dn nn dn l)(dn nn dn l) 1 1、動(dòng)量定理說(shuō)明合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量； 動(dòng)能定理(dn nn dn l)(dn nn dn l)說(shuō)明合外力所做的功等于物體動(dòng)能的增量。 Ft =p F

14、t =pp=m v p=m v m v m v W W總= Fs =Ek2= Fs =Ek2Ek1=m Ek1=m v22/2 v22/2 m v12/2 m v12/2 2 2 、前者是從時(shí)間上說(shuō)明力對(duì)物體作用的效果，后者 是從空間上說(shuō)明力對(duì)物體作用的效果。 第29頁(yè)/共32頁(yè)第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。第30頁(yè)/共32頁(yè)第三十頁(yè)，共33頁(yè)。 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí): : l. l.一個(gè)人慢行和跑步一個(gè)人慢行和跑步(po b)(po b)時(shí)，不小心與迎面的一時(shí)，不小心與迎面的一棵樹(shù)相撞，其感覺(jué)有什么不同棵樹(shù)相撞，其感覺(jué)有什么不同? ?請(qǐng)解釋請(qǐng)解釋. . 2. 2.人下樓梯時(shí)往往一級(jí)一級(jí)往下走，而不是人下樓梯時(shí)往往一級(jí)一級(jí)往下走，而不是(b shi)(b shi)直接往下跳躍七八級(jí)，這是為什么直接往下跳躍七八級(jí)，這是為什么? ?第31頁(yè)/共32頁(yè)第三十一頁(yè)，共33頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第32頁(yè)/共32頁(yè)第三十二頁(yè)，共33頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總