1.1 《探究动量变化与冲量的关系》 教学设计（沪科版选修3-5）

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1.1 探究动量变化与冲量的关系
学习内容 探究动量变化与冲量的关系 学习类型 新课学习
学习目标 1.通过动量概念的形成过程，理解动量的概念；2.通过牛顿第二定律及运动学知识理解冲量概念。3.知道动量的变化也是矢量，会正确计算一维的动量的变化。
学习重点 理解动量的概念
学习难点 冲量、动量以及动量变化的矢量性
学习方法与学具 课件　　探究式学习法
知识点梳理 第一节　探究动量变化与冲量的关系一、动量：定义：物体的质量 m和速度v的乘积mv。公式：P＝mv单位：kg·m/s是一个矢量是状态量二、冲量：定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft。公式：I＝Ft单位：N·s是一个矢量是过程量
学习过程
探究：正在飞行的足球，我们可以研究它的哪些方面的知识？参考答案：可以研究的课题有（供参考）：研究足球运动受力情况研究足球运动的速度大小与阻力的关系研究足球受到运动员的力的方向与飞行角度的关系研究足球旋转的方向与飞行路线的关系（伯努力原理）研究足球飞行的规律（斜抛运动）研究足球的质量及速度与受到的（头球时）力的关系……2.提问：（1）足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？（2）若飞过来的是铅球呢？原因是什么？结论：　运动物体的作用效果与物体的质量有关。 （3）同样质量的竹箭，一支用弓射出，而另一支用手掷，哪一支穿透本领大？为什么？
（提示：m一定，v不同）结论：运动物体的作用效果还与速度有关。第一节　探究动量变化与冲量的关系一、动量：1.定义：质量m和速度v的乘积mv．2.公式：p=mv3.单位：kg·m/s4.动量是矢量（m为标量，v为矢量）：　　（1）方向：与ｖ一致　　（2）大小：P=mv（3）运算：平行四边形定则等5 .动量的变化：例题：　　一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向右运动（如图）。碰撞前后钢球的动量有没有变化？解：取水平向右的方向为正方向，碰撞 前钢球的速度v＝6m/s，碰撞前的动量为：p＝mv＝0.1×6kg·m/s＝0.6kg·m/s碰撞后钢球的速度v‘＝－6m/s，碰撞后钢球的动量为：　p’=mv’=－0.1×6kg·m/s＝－0.6kg·m/s碰撞前后钢球动量的变化为：　P’－P＝－0.6kg·m/s－0.6kg·m/s ＝－1.2kg·m/s思考：是什么因素使钢球的动量发生变化？6.动量与牛顿第二定律的关系： 问题：　　假设质量为ｍ的一颗子弹射入墙一刻的速度为v0，射出的速度为vt，墙对子弹的作用力为一恒力，作用时间为ｔ，那么Ｆ＝？冲量与牛顿第二定律的联系。运算：由 F=ma和a= (vt-vo)/t ,得 F=m(vt-vo)/t 　　　即F=(mvt-mvo)/t正确的答案：F=(mvt-mvo)/t
　　这就是牛顿第二定律的动量表达式。F=(mv ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); ) t ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); ) -mv ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); ) o ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); ) )/t的 ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); ) 物理意义 ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); )：作用在物体上的合外力等于单位时间内物体动量的变化。问题：高空扔鸡蛋不破？高空扔鸡蛋不破，原因答案：由公式F= (Pt-Po)/t可知：(Pt-Po)不变， t↑则F↓ 由F=(mvt-mvo)/t，变形得： Ft=(mvt-mvo)新概念：冲量二、冲量：1.定义：　　力F和力的作用时间t的乘积Ft。2.公式：　　I=Ft3.单位：　　N·s N·s=kg·m/s4.I为矢量:方向：　　（1）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。　　（2）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，冲量的方向又如何呢？大小：I＝Ft=(Pt－P0) 注意：一定要注意计算的是一个力的冲量，还是合力的冲量。 ( javascript:PlaySound('file: / / / C:\\\\WINDOWS\\\\TEMP\\\\msohtml1\\\\01\\\\clip_sound001.wav',false); )小结：一、动量：定义：物体的质量 m和速度v的乘积mv。公式：P＝mv单位：kg·m/s是一个矢量是状态量二、冲量：定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft。公式：I＝Ft单位：N·s是一个矢量是过程量练习题：1.史实：1980年，一只鸟撞上一飞行中的飞机，结果机翼被撞出一直径为70cm的大洞，机毁人亡，为什么？2.拳击手为避对手一击而向后避，主要是为了（ B）：
a.减少冲击速度
b.延长接触时间
c.减少拳击的动量3.问题：从五层楼约20米的地方掉下一个重0.1克的易拉罐，砸到人的头上，则它到达头顶的速度为多少？若作用时间为0.01秒，则作用于人头上的力的大小为多少？（取g＝10m/s2）　　　　解：根据自由落体公式vt2＝2gs解得vt＝20m取竖起向下方向为正，则在撞击人的前后，初动量　　P0＝0.1×20kg·m/s＝2kg·m/s　　Pt＝0　　所以Ft＝Pt－P0＝－2kg·m/s　　F＝－200N　　F’＝－201N　　负号代表什么意思？4.运输精密仪器和易碎物品为什么加上垫物？思考题：如图所示，一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45°，速度仍为2m/s，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度仍为2m/s。你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向？　　本书虽然不要求作这种计算，但是思考一下这个问题，会帮助你进一步认识动量的矢量性。参考答案：
布置作业
学后反思
V
V′
正方向
P
P′
ΔP
45°
45°
V
V′
45°
45°
P
P′
ΔP
P′
P
ΔP
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