第一篇:冲量和动量 动量定理的应用 教案
冲量和动量·动量定理的应用·教案
一、教学目标
1.通过例题分析,使学生掌握使用动量定理时要注意:(1)对物体进行受力分析;(2)解题时注意选取正方向;(3)选取使用动量定理的范围。
2.通过对演示实验的分析,培养学生使用物理规律有条理地解释物理现象的能力。
二、重点、难点分析
动量定理的应用,是本节的重点。动量、冲量的方向问题,是使用动量定理的难点。
三、教具
宽约2cm、长约20cm的纸条,底部平整的粉笔一支。
四、主要教学过程(一)引入新课
物体动量的改变,等于作用力的冲量,这是研究力和运动的重要理论。它反映了动量改变和冲量之间的等值同向关系。下面通过例题,具体分析怎样使用动量定理。
(二)教学过程设计
例1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
在同学回答的基础上,进行演示实验。第一次是小心翼翼地将纸条抽出,现象是粉笔必倒。第二次是将纸条快速抽出。具体方法是一只手捏住纸条没压粉笔的一端,用另一只手的手指快速向下打击纸条中部,使纸条从粉笔下快速抽出。现象是粉笔几乎不动,仍然竖立在桌面上。
先请同学们分析,然后老师再作综合分析。
分析:纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿纸条抽出的方向。不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示。根据动量定理有
μmgt=mv 如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度。由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变。粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
练习:有一种杂技表演,一个人躺在地上,上面压一个质量较大的石板。另一个人手持大锤狠狠地打到石板上。问躺着的人是否会有危险?为什么?
请同学们判断结果,说明原因,老师最后再总结。由于铁锤打击石板的时间极短,铁锤对石板的冲量极小,石板的动量几乎不变,躺着的人不会受到伤害。
例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)解法1:(用牛顿第二定律求解)铁球下落1s末,接触到沙坑表面时速度 v=gt=10×1m/s 铁球在沙子里向下运动时,速度由v=10m/s减小到零。铁球运动的加速度方向向上,铁球在沙子里运动时,受到向下的重力mg和沙子对它的阻力f。根据牛顿第二定律,以向上为正方向。f-mg=ma 沙子对铁球的作用力
f=mg+ma=1×(10+50)N=60N 解法2:(使用动量定理)铁球由静止下落1s末,到与沙子接触时速度为 v=gt=10×1m/s=10m/s 在沙子里运动时,铁球受到向下的重力mg和沙子对它向上的阻力f。以向上为正方向,合力的冲量为(f-mg)t,物体的动量由mv减小到零,动量的改变为0-mv。根据动量定理,(f-mg)t=-mv 沙子对铁球的阻力
说明:因为规定向上为正方向,速度v的方向向下,所以10m/s应为负值。解法3:(使用动量定理)铁球在竖直下落的1s内,受到重力向下的冲量为mgt1。铁球在沙子里向下运动时,受到向下的重力冲量是mgt2,阻力对它向上的冲量是ft2。取向下为正方向,整个运动过程中所有外力冲量总和为I=mgt1+mgt2-ft2。铁球开始下落时动量是零,最后静止时动量还是零。整个过程中动量的改变就是零。根据动量定理,mgt1+mgt2-ft2=0 沙子对铁球的作用力
比较三种解法,解法1使用了牛顿第二定律,先用运动学公式求出落到沙坑表面时铁球的速度,再利用运动学公式求出铁球在沙子里运动的加速度,最后用牛顿第二定律求出沙子对铁球的阻力。整个解题过程分为三步。解法2先利用运动学公式求出铁球落到沙子表面的速度,然后对铁球在沙子里运动这一段使用动量定理,求出沙子对铁球的阻力。整个过程简化为两步。解法3对铁球的整个运动使用动量定理,只需一步就可求出沙子对铁球的阻力。解法3最简单。通过解法3看出,物体在运动过程中,不论运动分为几个不同的阶段,各阶段、各个力冲量的总和,就等于物体动量的改变。这就是动量定理的基本思想。
课堂练习:
1.为什么玻璃杯掉到水泥地上就会摔碎,落到软垫上,就不会被摔碎?
2.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。
答案:13m/s。(三)课堂小结
通过例题分析,可以看出:
(1)使用动量定理时,一定要对物体受力进行分析。
(2)在一维空间内使用动量定理时,要注意规定一个正方向。(3)正确选择使用动量定理的范围,可以使解题过程简化。
第二篇:冲量和动量、动量定理 教案示例
冲量和动量、动量定理
教案示例
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—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。理解动量定理的内容和数学表达式。
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:(l)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km·m·s-1。
写出:(l)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:高考物理《冲量、动量和动量定理》复习教案
冲量、动量和动量定理
一、要点
【 要点一 冲量 】 1.下列说法中正确的是
()A.一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内的冲量一定相同
B.一质点受两个力作用处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内做的功或者都为零,或者大小相等符号相反
C.在同样的时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正负号一定相反 D.在同样的时间内,作用力和反作用力的功大小一定相等,正负号不一定相反
答案 B 【 要点二
动量 】
2.质量是1 kg的钢球,以5 m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁后以3 m/s的速度被反向弹回,钢球的动量改变多少? 若钢球以2 3 m/s的速度,与水平面成30°角落到粗糙地面相碰后弹起,弹起速度大小为2 m/s,方向与水平面成60°角,判别钢球的动量改变量的方向.答案kg•m/s,方向水平向左kg•m/s,与竖直方向成30°角 【 要点三
动量定理 】
3.排球运动是一项同学们喜欢的体育运动.为了了解排球的某些性能,某同学让排球从距地面高h1=1.8 m处自由落下,测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t=1.3 s,第一次反弹的高度为h2=1.25 m.已知排球的质量为m=0.4 kg,g取10 m/s2,不计空气阻力.求:(1)排球与地面的作用时间.(2)排球对地面的平均作用力的大小.答案(1)0.2 s(2)26 N
二、题型
【 题型1 应用动量定理解释现象 】
例1.一个笔帽竖直放在桌面上的纸条上,要求把纸条从笔帽下抽出,如果缓慢拉出纸条笔帽必倒,若快速拉出纸条,笔帽可能不倒.以下判断正确的是
()A.缓慢拉动纸条时,笔帽受到的冲量小
B.缓慢拉动纸条时,纸对笔帽水平作用力小,笔帽也可能不倒 C.快速拉动纸条时,笔帽受到冲量小
D.快速拉动纸条时,纸条对笔帽水平作用力小
答案 C 【 题型2 动量定理的简单应用 】
例2.一质量为m的小球,以初速度 0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的 ,求在碰撞中斜面对小球的冲量大小.答案
m 0
第四篇:动量 冲量 教案
动量 冲量
教案
清华附中教师
潘天俊
教学目标
1.理解动量及动量的定义式P=mv。知道动量是矢量,知道在国际单位制中,动量的单位是kg·m/s 2.理解冲量及冲量的定义式I=Ft。知道冲量是矢量,知道在国际单位制中,冲量的单位是N·s 3.理解动量的变化,会处理有关动量变化的问题,能正确计算一维空间内物体动量的变化 教学重、难点
对动量和冲量概念的理解,引入动量和冲量概念必要性的认识 对动量和冲量矢量性的理解及处理方法
教学过程
一、阅读本章序言(课本第1页),初步了解本章的学习内容 1.投影笛卡儿的名言:“虽然对运动着的物体来说,运动本身不是什么具体的东西,而只是一种形式,但是,运动本身有一个可确定的量,我们很容易看到,在整个宇宙中,这个量可以始终保持相同,虽然它的每个部分都在改变着。”
在研究力和运动的关系时,过去的科学家们很早就坚信在宇宙复杂的运动中,其中有一个量的总和是保持不变的,怀着这种理想,他们首先找到了动量这个物理量,从现在开始,我们就来学习有关动量的知识
2.请同学们阅读动量这一章的序言,做到对所学的内容心中有数
二、通过现象分析,引入“动量”概念
1. 以同样速度下落的足球和铅球,足球可以用头去顶它,但铅球可以吗?
铅球造成的损坏要严重的多,这是为什么呢?──这是因为铅球的质量m很大。由此可见:运动物体的作用效果与其质量有关。
2. 由步枪里发射出的子弹和用手抛出的子弹哪个的穿透作用强? 步枪里发射的子弹的穿透作用要强得多.这是为什么呢? 因为由步枪里发射出的子弹的速度v要大得多。由此可见:运动物体的作用效果与其速度有关。从而总结出:
运动物体的作用效果与其质量和速度都有关系,于是又引入一个描述物体运动状态的物理量——“动量”
三、理解动量的概念
文字叙述:在物理学中,把运动物体的质量和速度的乘积叫做“动量”。数学表达:P=mv
矢量性质:状态量和矢量,动量的方向跟瞬时速度的方向相同。国际单位:千克·米/秒(kg·m/s)例题1:上述足球的质量是0.5kg,以20m/s的速度向东运动,被足球运动员踢了一脚,改为以20m/s的速度向西运动,求足球(1)初动量(2)末动量(3)动量的变化量 解答:(1)初动量 P初=mv初=0.5×20kg·m/s=10 kg·m/s 方向向东
(2)末动量 P末=mv末=0.5×20kg·m/s=10 kg·m/s 方向向西 提问:
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1.末动量和初动量相同吗?不同,方向不同。什么叫两个动量相同?大小方向都相同 2.动量变化了,那动量的变化量怎样计算呢?
文字表述:物体动量的变化量等于物体的末动量与初动量的矢量差 数学表述:ΔP=P末-P初
矢量性质:过程量和矢量,方向是动量变化的方向 计算方法:采用平行四边形法则。
如果物体的初动量和末动量在同一条直线上,应该预先选定该直线的正方向,用正负号来反映动量的方向,从而把动量变化的矢量运算简化为代数运算。
(3)选定向东方向为正方向,则P初=10 kg·m/s,P末=-10 kg·m/s,足球动量的变化量为:ΔP=P末-P初=(-10)-10 kg·m/s=-20 kg·m/s 负号表示动量的变化量是向西的
四、通过现象分析,引入“冲量”概念
1. 要使一辆具有mv动量行驶着的自行车停下来,可采用两种方法──
用急刹车的方式,自行车受到很大的阻力f,可以在很短的时间t内停下来; 用滑行方式,自行车受到较小的阻力f,需要经过较长的时间t才能停下来。
综上所述可以总结出:物体动量的变化与其所受的作用力大小和作用时间的长短都有关系。于是,物理中又引入一个可用来量度力对物体作用效果的物理量——“冲量”
2. 文字叙述:在物理学中,把力和力的作用时间的乘积,叫做力的“冲量”。
数学表达:I=Ft
矢量性质:过程量和矢量,冲量的方向跟力的方向相同。
国际单位:牛·秒(N·S);1 N·s=1 kg·m/s,与动量的单位等价 例题2:质量为1kg的物体在空中从静止开始自由下落,受空气阻力恒为1N,方向竖直向上,求:(1)第1秒内和第2秒内,重力的冲量分别是多少?(2)第1秒内空气阻力的冲量是多少?
(3)第1秒内重力和空气阻力冲量的矢量和是多少?(4)第1秒内合外力的冲量是多少? 解答:(1)IG1=mg·t1=1×10×1 N·S=10 N·S 方向竖直向下 IG2=mg·t2=1×10×1 N·S=10 N·S 方向竖直向下(2)If1=f·t1=1×1 N·S=1N·S 方向竖直向上
(3)规定竖直向下为正,则IG1=10 N·S,If1=-1 N·S,所以
IG1+ If1=10+(-1)N·S=9 N·S 方向竖直向下(4)合外力F合=9N,方向竖直向下,I合=F合·t1=9×1 N·S=9 N·S 方向竖直向下
结论:在一段时间内,合力对物体的冲量等于各个力对物体冲量的矢量和
例题3:小球m被细绳栓住在光滑水平面上做匀速圆周运动,在运动过程中,小球的速率、速度、动量、动能、机械能,哪些物理量是恒定的?(速率、动能、机械能)提问:已知动能大小是Ek,求动量的大小
1pmv(mv)22mmv22mEk
2提问:在半个周期的时间内,绳拉力的冲量是多少?
结论:变力的冲量不能直接利用冲量的定义式I=Ft来计算.哪如何计算呢?下节课我们来说解决的办法
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作业:课后练习一和练习册
补充练习:一个质量为0.18kg的垒球以20m/s的速度飞来,被球棒以40m/s的速度反向击回。若以垒球飞来的方向为正方向则垒球的初动量是___3.6kg· m/s_____,末动量是____-7.2kg· m/s____,在棒击球过程中,球的动量变化是_-10.8kg ·m/s_______。在击球过程中球的动能变化是__108J________。
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第五篇:冲量动量教案
备课稿
——陈诚
一、教学目标
1.理解冲量和动量的概念,知道它们的单位和定义。
2.理解冲量和动量的矢量性,理解动量变化的概念。知道运用矢量运算法则计算动量变化,会正确计算一维的动量变化.二、教学重点:动量冲量的概念
三、教学难点:动量变化量的计算,四、情感目标:培养学生勤思好学的兴趣和创新思维能力。
五、教学用具:粉笔头 纸张
六、教学过程:
·新课导入
「演示」让一个学生拿好一张纸,教师用一个粉笔头用力射穿纸张。然后教师假装用粉笔头射向一位学生(实际手里没有粉笔头,但不让学生知道),学生肯定会做出躲避的状态。
【问答讨论】
师问:那位学生为何要躲避?
学生:粉笔头会弄伤他,粉笔头有杀伤力。
师问:我把粉笔头放到桌子上,你们为什么不躲避它呢? 学生:它没有速度。不具备杀伤力。师问:按照你们的说法没有速度的不具备杀伤力,那么空气中的气体分子每时刻都在高速运动﹙据资料上看达到105这样的数量级﹚,他们无时无刻不高速撞击着我们的眼睛,要知道我们的眼睛是我们最薄弱的地方。为何我们却觉察不到呢?
学生:空气分子的质量太小。师问:其他同学为何不躲避? 学生:粉笔头不射向他们。【讨论总结】
运动的物体能够产生一定的机械效果(如粉笔头穿透纸靶),这个效果的强弱取决于物体的质量和速度两个因素,这个效果只能发生在物体运动的方向上。物理学家们为了描述运动物体的这一特性,引入动量概念.·进行新课
「板书」
一、动量P 1.定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量.记为P=mv.单位:kg·m/s读作“千克米每秒 2.理解要点:
【板书】(1)状态量:动量包含了”参与运动的物质“与”运动速度“两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性.大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了”参与运动的物质“和”运动速度“两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念.【板书】(2)矢量性:动量的方向与速度方向一致。
综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
【板书】3.动量变化△p.定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为P和P’,则称:△P=P’-P为物体在该过程中的动量变化.﹝画一匀速圆周运动的四分之一周期动量的变化量来举例 让学生知道动量变化量△P也是矢量。
二、冲量I
1.如果一个物体处于静止状态,其动量为零.那么,我们怎样使它获得动量呢? 【思路点拨】我们把质量为m的物体放到光滑水平的桌面上,为了使它获得一个动量,向它施加一个恒定水平推力F,经过时间t,速度达到v,则物体就具有动量P= mv.由牛顿第二定律及运动规律,有:a=F/m,v=at,得Ft=mv.(推导过程可由学生上台演板完成,教师巡回指导)1使静止物体获得动量的方法:施加作用力,并持续作用一段时间.【组织讨论】 ○2使物体获得一定大小的动量,既可以用较大的力短时间作用,也可以用较小的力长 ○时间作用。(请学生思考:跳高和跳远有何区别?并举出短时间内使物体获得动量的若干实例)即不论力的大小和作用时间如何,只要两者的乘积相同,则产生的动力学效果就相同。
【结论】持续作用在物体上的力,可以产生这样的效果:使物体获得动量,这一效果的强弱由力的大小F与持续作用时间t的乘积Ft来确定。为了描述这一性质我们引入了冲量的概念。
【板书】
二、冲量I l.定义:作用力F与作用时间t的乘积Ft,称为(这个)力(对受力物体)的冲量,记为I=Ft.单位:N·s,读作”牛顿秒".由上式可以看出冲量和动量的单位是相同的,即lN·s=lkg·m/s,但这并不意味着这两个单位可以混用。【板书】2,理解要点
(1)过程量:冲量描述力在时间上的累积效果.。作用在静止物体上的一定大小的力,如果持续时间越长,则使物体获得的动量越大,这就是说,力的冲量是在时间进程中逐渐累积起来的.冲量总是指力在某段时间进程中的过程量,说某一时刻的冲量是没有意义的,所以,理解时要兼顾力和时间两方面的因素。
【板书】(2)矢量性:如果力的方向是恒定的,则冲量的方向与力的方向一致.﹙3﹚,式中的 F必须是恒力,因此,该公式只用于求恒力的冲量
·对比动量冲量的异同点:
1、相同点:都具有矢量性
2、不同点:动量是状态量 冲量是过程量