动量定理学案

第八章动量第二节第1页共4页物理学案本节教学内容：§8·2动量定理高一下学期学习目标：1．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2．理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力3．会用动量定理解释现象和处理有关的问题学习重点：动量定理的推导、利用动量定理解释有关现象学习难点：如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化；如何正确应用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题．自学引导：一、新课学习：(一)动量定理问题：一个质量为m的物体，初速度为v，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为v′，求：①物体的初动量p和末动量p′分别为多少？②物体的加速度a=?③据牛顿第二定律F=ma可推导得到一个什么表达式？推导:1．动量定理：这个结论叫做动量定理．2．表达式为：(矢量表达式)说明：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．但不能认为合外力的冲量就是动量的增量．3．动量定理既适用于恒力，也适用于变力．对于变力的情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值．(二)动量定理的应用：例题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，求球棒对垒球的平均作用力有多大？第八章动量第二节第2页共4页运用动量定理解题的步骤：①确定研究对象和物体的运动过程；②对研究对象进行受力分析，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选定正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，与正方向相同为正，相反为负⑤根据动量定理列方程求解．（三）用动量定理解释现象：例题2：讨论：在动量变化量Δp一定的情况下，F和t之间有什么关系？在作用力一定时，Δp与t之间有什么关系？例题3：．鸡蛋从一米多高的地方落到泡沫垫上，鸡蛋却没有打破，为什么呢？二、巩固练习：1．关于力的冲量和物体的动量之间的关系，正确的是：（）A．物体受到的力的冲量越大，物体的动量就越大B．物体受到的力的冲量越大，物体受到的冲力一定越大C．物体受到的力的冲量越大，物体的动量变化一定越大D．物体受到的力的冲量方向与物体的动量变化方向一致2．从同一高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎，这是因为：A.掉在水泥地上，玻璃杯的动量大B.掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大C.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大D.掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大3.跳高时要铺上厚厚的垫子，这是为了：（）A．减少运动员受到的冲量B．减少运动员受到的冲力C．减少运动员的动量的变化D．减小运动员的惯性4．为保证高空作业人员的安全，对安全带长度的要求是：（）A．短些好B．长些好C．越长越好，但不能超过到地面的高度D．不论长短都一样第八章动量第二节第3页共4页5．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，则下列说法中正确的是：（）A．相同时间内，动量变化的大小相等，方向相同B．相同时间内，动量变化的大小相等，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6.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。7.将质量为2kg的物体水平抛出，在它下落0.2m的过程中，重力的冲量多大？方向如何？初、末状态动量的变化多大？方向如何？（取g=10m/s2）8．质量为100g的小球从0.8m高处自由落下到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s，则这段时间软垫对小球的冲量为多少？(g=10m/s2，不计空气阻力)动量定理习题课一、动量和冲量都为矢量，应用时应规定正方向例1．质量m=1kg的小球以5m/s的速率与地面相撞，以3m/s的速率反弹，球与地面的作用时间为0.1s，则1）小球的动量改变了多少？2）合外力的冲量为多少？3）地面对小球的平均作用力大小？方向？练习1：以40m/s的初速度将一质量为0.2kg的小球竖直上抛（不计阻力，g取10m/s2），则4秒末小球的动量大小和方向？第八章动量第二节第4页共4页二、由Ft=mv′-mv求出的F是作用在物体上的合外力，应区分于某个力例2．一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，若撞击时间为0.02s，求钢球对大理石的撞击力。练习2．质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放，下落1s落到沙子表面上，又经过0.2s，铁球在沙子内静止不动。假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变，求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。(g=10m/s2)练习3．一物体质量为20kg，用一根长5m的细绳系着拴在高空某一支架上，物体由悬点自由落下，到停止运动历时1.1s（绳未断），则物体对绳子的平均拉力多大？（g取10m/s2）三、表达式中动量变化与物体的受力应统一于相同的过程中例3．质量5kg的物体静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，物体在F=15N的水平恒力作用下由静止开始运动。物体运动到3s末水平恒力的方向不变，大小增大到F2=20N。取g=10m/s2，求F2作用于物体上的5s末物体的速度。练习4.一个质量为1kg的物体，从20m的高处以速度v0=10m/s水平抛出，求：①从抛出到落地前一瞬间物体动量的变化．②物体抛出时受到的冲量．空气阻力不计，g取10m/s2）练习5：如图A、B两木块紧靠在一起静止在光滑的水平面上，mA=1kg，mB=2kg。一粒子弹自左向右水平射穿这两块木块。设子弹在A中穿行的时间为0.01s，在B中穿行的时间为0.02s，子弹在两木块中穿行时受到的阻力大小恒定，均为f=300N。则子弹射过两木块后，两木块的速度各为多大？（对象、过程的统一是正确求解的关键）AV0B