冲量和动量教案

第一节 冲量、动量、动量定理  一、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。冲量和动量都是矢量，使用这两个物理量时要注意方向性。运动具有相对

● 以10m/s的速度运动的球，能不能用头去顶？质量20g的小物体运 第一节冲量、动量、动量定理 动过来，能不能用手去接？ 一、重点、难点分析 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， ● 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 还是由质量和速度共同决定？运动物体作用的效果，它的动力学特征由运动物体 概念？理解冲量、动量的概念。 的质量和速度共同决定。 冲量和动量都是矢量，使用这两个物理量时要注意方向性。 运动物体的质量和速度的乘积叫动量。p=mv ➢ 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 -1 ·· 单位：kgms ✧ 地面为参照系的动量 动量是矢量，动量的方向就是速度的方向。如果物体沿直线运 ✧ 二、教学过程 动，动量的方向可用正、负号表示。 1．冲量 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 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？ 同的速度大小反弹回来。求小球撞击墙壁前后动量的变化。 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 ′ 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 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 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 越大，所用时间就短；力越小，所用时间就长一些。 ′ p-p=mv-(-mv)=2mv V 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。 ➢ 小球动量改变的方向与反弹后小球运动方向同向。 · 单位：Ns ✧ 3．动量定理 方向就是冲量的方向 冲量是矢量（为什么？） ✧ 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 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 ′ 体在时间t内，速度由v变化到v。 的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。 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 ● 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， ′ Ft=mat=mv-mv 边同乘时间t， 式子左侧是物体受到所有外 是一个过程量。 ′ 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 例1：以初速度v竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。关于 0 ′′ 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 物体受到的冲量，以下说法中正确的是 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 ′ I=p-p 动量定理。用公式表示： A．物体上升阶段和下落阶段受到重力的冲量方向相反 μ 例3：质量2kg的木块与水平面间的动摩擦因数=0.2，木块在 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 2 F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。g=10m/s，求恒力作用木块上 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 10s末物体的速度。 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 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 分析： 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 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， 木块运动10s的速度 阻力的冲量方向向上。选项B正确。 × v=at=0.510m/s=5m/s t 在有阻力的情况下，物体下落的时间t比上升时所用时间t大。物体下落阶段重力的冲 21 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。 量mgt大于上升阶段重力的冲量mgt，选项C正确。 21 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 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 据动量定理I=mv，10s末木块的速度（绕过了加速度的环节） 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。 2．动量 四、课堂小结