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1、第2节 动量定理 教学设计一、 内容分析本节内容主要是动量定理和冲量。动量定理在恒力作用下由牛顿第二定律推导处理的，但也适用于变力的情况。在处理碰撞问题上比牛顿定律更方便，所以动量定理在生产生活中具有广泛的应用。因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。二、素养目标1.能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。2.知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。3.知道动量定理适用于变力情况领会求解变力沖量时的极限思想。4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。三、教学重难点动量定理的推导和对动量定理的理解。四、教学环节教学过程新课引入有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用途是减
2、轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎样的道理呢？跳远的时候要跳到沙坑里，跳高时在下落处要放海绵垫，从高处往下跳落地后双腿往往要弯曲，所有这些行为(或措施）的共性在哪里？共性：延长相互作用时间（引导学生明白两个物体碰撞时发生相互作用，正是相互作用力使物体的动量发生了改变）引导：两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢定性分析：水泥地面泡沫垫在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动量的变化又是什么原因引起的呢？动量的变化与速度的变化有关，而速度的变化是因为有加速度，而牛顿第二定律告诉我们，加速度是由物体所
3、受的合外力产生的，故尝试通过牛顿第二定律推导得到定量关系。定量推导假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间t后，速度变成v。由加速度定义有：根据牛顿第二定律F=ma，则有：合外力是物体动量的变化率，这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。，整理得：Ft=P-P表明合力在时间上的积累效应是动量变化的原因，或者说表明动量的变化与力的时间积累效果有关。冲量、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Ns 3、冲量是矢量：方向由力的方向
4、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思考：冲量与功有什么区别？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：3、 对动量定理的理解（1） 表明合外力的冲量是动量变化的原因（2） 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
5、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动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。5、 动量定理解释生活现象由Ft=P可知：P一定，t短则F大，t长则F小缓冲装置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小解释现象：（1）有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用途是减轻船靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎样的道理呢？（2）钉钉子用铁锤而不用橡皮锤是为什么？（3）让学生利用手中的方块、纸条进行抽纸条实验6、动量定理的方向性初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况，要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与
6、正方向相反的矢量取负值。Ft=p-p=mv-（-mv）=mv十mv。此公式中F、v、v均指该物理量的大小补充：刚才的推导是在恒力作用下的情况，那如果力的大小改变，这个式子仍然成立吗？如图，在F-t图像上力随着时间改变。用微元法，把它切成许多足够小的时间t，这一来，任意一小段时间里都可以近似看作受恒力作用，这一小段时间的冲量Ii=F it。也就是物体在这一段过程中总的动量变化量P=I。这和之间推导的式子形式上是一样的。这说明不论物体受到的是恒力还是变力，物体动量的变化量总等于他在这个过程中所受力的冲量P=I。（类比：寻找匀变速直线运动的位移）F-t图像与t轴围成的面积表示冲量。当两图线面积相等时
7、，即变力与平均力在t0时间内等效。练习巩固1、一物体静止在水平地面上，受到与水平成角的恒定拉力F的作用时间t后，物体仍然保持静止。（ ）A. 物体所受拉力F的冲量方向水平向右B. 物体所受拉力F的冲量大小是Ftcos C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0D. 物体所受合力的冲量大小为02、下列对几种物理现象的解释正确的是（ ）A. 敲击铁钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻B. 跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C. 推车时推不动，是因为合外力冲量为零D. 动量相同的两个物体受相同的制动力的作用，质量小的先停下来3、一个质量10kg的物体，以10m/s的速度做直线运动，受到一个反方向的作用力F，经过4s，速度变为反向2m/s。这个力是多大?板书设计1.2动量定理教学反思在引入了冲量的概念后，推导出动量定理。特别注意的是冲量也是矢量，所以动量定理也是矢量性的，授课时要加强这方面的理解。动量定理在处理碰撞问题上的运用是比较方便的，除此之外它还能应用是变力的情况，这也就体现了它的广泛性。4学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司