动量和动量定理教案

动量和动量定理教案【教学目标】（一）知识与技能1．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。2．会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。（二）过程与方法运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。（三）情感、态度与价值观通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。【教学重点】理解动量定理的确切含义和表达式。【教学难点】会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流。【教学用具】粉笔，海绵，投影仪，多媒体辅助教学设备【课时安排】1课时【课型】新授课【教学过程】（一）引入新课小实验引入新课：演示实验1：鸡蛋落地师：同学们好，我们开始上课了哈，上课之前呢先问大家一个问题。。。。。。。。。。。。。。。。所以老师把剩下的两个鸡蛋拿来了，我们现在就用这两个鸡蛋来做一个简单的实验，这是一把尺子，现在老师拿起第一个鸡蛋，然后让鸡蛋从这么高的位置掉下去，请同学们猜测一下鸡蛋会怎么样？生：鸡蛋会碎了师：我们一起来看一下哈，我们发现鸡蛋碎了，鸡蛋的命运跟大家的命运一样是悲惨的，。那么现在我又拿起第二个鸡蛋，但是这回我在桌面上铺上一层海绵，然后让鸡蛋从相同高的位置掉下去，那么鸡蛋的结局又会怎样呢，我们一起来看一下。（做实验）我们发现这次鸡蛋安然无恙。那现在我就要问同学们了，为什么第二次鸡蛋会为什么会安然无恙，为什么同样的鸡蛋不同的命运呢？我们怎样正确的用物理知识来解释这个问题呢?也许以大家现在的物理知识还不能准确的解释，但是大家可能会想到，这是因为海绵给了粉笔一个“缓冲”的作用。在日常生活中，也有不少这样的事例：比如说运动员跳远时要跳在沙坑里；跳高时要在下落处要放海绵垫子，激烈的拳击比赛中，运动运要带拳击手套等等，这样做的目的是为了什么呢？通过我们今天学习了“动量和动量定理”以后就能解释了。通过第一节，我们探究了物体碰撞中的不变量，发现对于发生碰撞的两个物体来说，它们的质量和速度乘积的矢量和在前后是保持不变的。也就是说两个物体碰撞时，一个物体的mv减少了，另一个的mv一定增加，而且它的增加量与前一个物体的减少量相等。那么这就是说，mv应该是一个有特殊物理意义的物理量。这就让我们引入了一个新的概念——动量。最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔，后来惠更斯和牛顿把笛卡尔的定义做了补充和修正，就这样，科学家们在追寻不变量的努力中，逐渐建立了动量的概念，发现了今天我们要学习的动量定理以及后面的动量守恒定律。一．动量定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，用公式表示为p=mv对于动量P=mV，大家是怎么理解的，或者说从动量的定义P=mV，我们可以知道动量的什么?学生一：动量的单位是kg.m/s。1单位：在国际单位制中，动量的单位是：千克·米/秒，符号是kg·m/s；学生二：动量是有方向的，是矢量，其方向为速度的方向。2动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同；学生三：物体的质量乘以物体某一时刻的速度为物体某一时刻的动量，动量为状态量。3动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量；学生四：因为动量是矢量，动量的计算也应该遵循平行四边形法则。4动量的计算也应该遵循平行四边形法则。学生五：由于速度是相对的，与参考系的选择有关，所以动量也是相对的。5.动量是相对的，与参考系的选择有关(举例)例题1：一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？通过该例题，总结：1、动量的变化量等于该段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'跟初状态的动量p的矢量差，即p=p'-p2.、动量变化的三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。例一种动量变化，但动能没变，比较动量和动能的公式，值大小之与m和v有关。动量与动能有什么区别？表达式矢量/标量单位与速度变化的关系动量P=mv矢量kg·m/s（N·S）若速度变化,则Δp一定不为零动能Ek=mv2/2标量kg·m2/s2（J）若速度变化,ΔEk可能为零值关系（推导过程）通过该题的解答，请同学们讨论，什么是产生动量变化的原因？学生一：力，是力改变了物体的运动状态，进而改变了物体的动量。（描述例题1中动量变化的过程）现在我们假象这样一个情景：假如一辆汽车在运动，如果我们要使运动的汽车停下来，使它的动量减为0，那么汽车停下来的这个过程，是不是应该需要一段时间，生活常识告诉我们，汽车是不可能在瞬间停下来的，它停下来的过程需要一段时间。并且如果我们使车停下来的这个力越大，需要的时间越长，则动量的的变化就越大。那么事实是不是这样的呢？下面我们一起来探讨。水平面上有一物体，物体的质量为m，初速度为v，现在物体在合外力F（未知）的作用下，速度由v变为v’。在合力F的作用下，物体将做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F=ma由加速度的定义有：a=在物理学中，把作用在物体上的力F和作用时间t的乘积叫做力的冲量。二．冲量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，用公式表示为I=Ft2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s。1N.s=1Kg.m/s。3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应5、冲量与功有什么区别？三．动量定理1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2、表达式：Ft=mv/-mv3、加深理解：（1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；（2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；（3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同：合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度.4、动量定理的适用范围（1）动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；（2）动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；(3)动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。例题2：一个质量为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，速度大小变为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。四．动量定理解释生活现象由Ft=ΔP可知P一定，t短则F大，t长则F小；t一定，F大则△P大，F小则△P小；F一定，t长则△P大，t短则△P小。（解释引入实验的现象）五．思考与讨论1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？2、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？3、生活中的应用（1）包装用的泡沫材料(用电器，苹果)（2）安全措施（摩托车头盔里的衬垫，汽车的安全气囊的保护作用）