优质课比赛《动量和动量定理》

武汉中学张妮提出问题：碰撞中的冲击力大小，和哪些因素有关？猜想？理论探究建立理想物理模型假定一个质量为m的物体在碰撞时受到另一个物体对它的冲击力为恒力，不考虑其它外力的影响，物体在这个冲击力的作用下，速度由v0，变速到vt。设碰撞的作用时间为t，试分析这段过程中物体m受到的这个恒定的冲击力为多少？1、过程分析：碰撞过程中物体做匀变速运动2、受力分析：物体受到的合力tvvat0联立求解得：tmvmvFt0FFvtvo———F作用了时间t———即为所求冲击力maF合由受力分析合FF0mvmvFtt2021221mvmvFSt动能定理合外力的功末态的动能初态的动能动量定理１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，p＝mv2、单位：千克·米/秒kg·m/s3、动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同。一、动量二、动量的改变Δp=pt－p0=mvt－mv0例题1、假设与国航波音737相撞的这只飞鸟的质量为1kg，以20m/s的速度，水平迎面撞上速度为720km/h的波音737飞机并粘在飞机上，而飞机并没有因为与鸟相撞而立即改变速度。试求，这只疯狂的小鸟撞上航天飞机前后的动量的改变？解：取飞鸟运动的方向为正方向碰撞前：p0＝mv0＝20kg•m/s碰撞后：vt＝－720km/h＝－200m/spt＝mvt＝－200kg•m/sΔp＝pt－ｐ0＝－220kg•m/s方向与飞鸟飞行的方向相反注意方向矢量差Δp=pt－p0=mvt－mv0二、动量的改变１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I。I=Ft2、单位：牛·秒N·s3、冲量是矢量。4、冲量反映了力的作用对时间的积累效应，是过程量。三、冲量三、动量定理1、内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量。2、表达式：或otmvmvFtpI固定架小车挡光片力传感器作用端，可测拉力或压力光电门信号发射孔弹片固定柱轨道信号发射接收孔力钩和弹片水平高度一样实验：验证动量定理1、点击“开始记录”2、点击“传感器调零”3、使小车沿轨道运动并与力传感器正碰4、点击“面积值（冲量）”，用鼠标选择起点和终点0.085kg(0.128kg)三、动量定理1、内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量。2、表达式：otmvmvFt或3、理解：动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同，但它不仅适用于恒力也适用于变力作用。变力作用时，F应该理解为____________合力的冲量的方向是和动量改变的方向________pI变力的平均值一致的例题1、假设与国航波音737相撞的这只飞鸟的质量为1kg，以20m/s的速度，水平迎面撞上速度为720km/h的波音737飞机并粘在飞机上，而飞机并没有因为与鸟相撞而立即改变速度。试求，这只疯狂的小鸟撞上航天飞机前后的动量的改变？解：取飞鸟运动的方向为正方向Δp＝pt－ｐ0＝－220kg•m/s方向与飞鸟飞行的方向相反若已知，小鸟和飞机碰撞的作用时间是t=0.01s，试求出飞机受到的平均冲击力大小。Ft=pt－ｐ0由动量定理∴F=－2.2×104N由牛顿第三定律飞机受到的平均冲击力大小为F=2.2×104N动量定理的应用延长作用时间，以减小冲击力缓冲装置课堂小结１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量pp＝mv2、单位：千克·米/秒kg·m/s3、动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同。一、动量二、动量的改变Δp＝mvt－mv0矢量差１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I。I=Ft2、单位：牛·秒N·s3、冲量是矢量。4、冲量反映了力的作用对时间的积累效应，是过程量。三、冲量四、动量定理1、内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合外力的冲量。2、表达式：otmvmvFt或pI例题２.质量是60g的鸡蛋从0.8m高处自由落下，若落入碗中，撞击的时间是0.01s。求撞击时，鸡蛋受到的平均冲击力F的大小？解：GF221mvmgh鸡蛋自由落体0.8m，由动能定理∴撞击前的速度smv/4撞击地面过程中，以竖直向下为正方向，由动量定理NF6.24NF0.3v若鸡蛋落在海绵垫上，撞击时间是0.1s，求其受到的平均冲击力F΄的大小？（mg－F）t=0－mv