[西北师大附中高一物理奥赛教案：动量定理.docVIP

课题 第二节：动量定理 教学目 标 知识目标： 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。 能力目标： 1．能用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式； 2．学会用动量定理解释现象和处理有关的问题。 德育目标： 1．通过动量定理的推导和应用，使学生了解物理学的研究方法； 2．通过用动量定理解释现象和处理有关问题，培养学生的推理能力和理论联系实际的能力。 课型 新授课 课时 2课时 重点 1．动量定理的推导； 2．利用动量定理解释有关现象。 难点 如何正确理解合外力的冲量等于物体动量的变化；如何正确运用动量定理分析打击和冲撞一类短时间作用的力学问题。 教学 方法 通过演示实验，引入课题，激发学生的学习兴趣；通过对例题的分析和讲解，得到动量定理解题的方法和步骤；运用动量定理解释现象和处理有关问题，培养学生理论联系实际的能力。 教具 教 学 过 程 复习： 1.什么是冲量？定义式怎么写？ 2.什么是动量？动量的变化量怎么计算？ 引入： 动量和冲量有关系吗？ 演示实验：在讲桌后的地板上放一个纸箱，在纸箱内装上纸屑，尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让鸡蛋落到纸箱内。 （1）首先让学生猜想可能出现的现象。（大部分认为一定会摔破） （2）实际操作：观察到鸡蛋并没被打破。 （3）观察纸箱内的“秘密”。 鸡蛋从一米多高的地方落到纸箱内的纸屑中，鸡蛋却没有摔破，鸡蛋的动量变化了吗？鸡蛋所受合外力的冲量是多大呢？本节课我们就来研究冲量和动量变化的关系。 第1课时 新课教学： 动量定理的推导 问题：一个质量为的物体，初速度为，在合力F的作用下，经过一段时间，速度变为，求： （1）物体的初动量和末动量分别为多少？ （2）物体的加速度 （3）合力F是多大（用、、、表示）？ 学生思考并解答上述问题，抽查并展示正确的结论： 解答： 初末动量分别为：， 物体的加速度： ∴ 整理后得到： 讨论：在这个表达式中，各个物理量分别表示什么？ 等号左边表示合力的冲量，等号右边是物体动量的变化量。 二、动量定理 1．内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量的变化，这个结论叫做动量定理。 2．数学表达式：或或 3．理解： （1）动量定理中的Ft指合外力的冲量。 合外力的冲量应如何求解？ 在所研究的物理现象中，如果作用在物体上的各个外力的作用时间相同，求合外力的冲量可先求所有外力的合力，再乘以时间，也可以求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的合冲量。即，I合=F合t，或I合=I1＋I2＋…… 如果作用在被研究对象上的各个力的作用时间不同，就只能先求每个外力在相应时间内的冲量，然后再求出所受外力冲量的矢量和。 （2）公式中△p指的是动量的变化（末态动量与初态动量的矢量差），不能理解为动量，它的方向与动量的方向可以相同，也可以相反甚至可以和动量方向成任意角度，但△p一定跟合外力冲量I合的方向相同； （3）动量定理描述的是一个过程，它表明物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果。 （4）动量定理是一个矢量式，运算应遵循平行四边形定则。若公式中各量均在一条直线上，可规定某一方向为正，根据实际各量的方向表示出它们的正负，从而把矢量运算简化为代数运算。若公式中的各量不在一条直线上，一般采用正交分解法：，即哪个方向的冲量只改变这个方向的动量，这符合力的独立作用原理。 （5）动量定理公式中的是研究对象的动量的改变量，公式中的“－”号是运算符号，与正方向的选取无关。 （6）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。 讨论：动量定理是在什么条件下推导出来的呢？ 4．适用范围 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。即适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观粒子的高速运动。 动量定理的应用 例题1：解释导语中的现象：鸡蛋掉到纸箱内的纸屑中，延长了作用时间故作用力减小，所以鸡蛋没被击破。 例题2：讨论课本绪言中的“瓦碎蛋全”。 装置：在桌面上入一块软垫（要均匀且无破损之处），取一本硬封面的书，用四颗鸡蛋放在靠近书本的四角处，把书支起来，在书本中部整齐地放三块砖，注意不要倾斜，在砖上放一块瓦片，用铁锤迅速地用力一击，并及时地将锤提起，观察现象。 学生描述看到的现象：瓦被击碎，而鸡蛋完好无损。 问题：在动量变化量△p一定的情况下，F之t间有什么关系？ F和t成反比。据上述关系，我