2018—2019学年高中物理沪科版选修3-51.1探究动量变化与冲量的关系(教案 自我小测 共3份)

文档属性

名称 2018—2019学年高中物理沪科版选修3-51.1探究动量变化与冲量的关系(教案 自我小测 共3份)
格式 zip
文件大小 1.0MB
资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2019-02-13 18:29:52

文档简介

自我小测
1物体受到的冲量越大,则(  )
A.它的动量一定越大
B.它的动量变化一定越快
C.它的动量的变化量一定越大
D.它所受到的作用力一定越大
2用20 N的拉力竖直向上拉重为15 N的物体,2 s内物体所受合力的冲量大小为(  )
A.70 N·s      B.5 N·s  C.40 N·s   D.10 N·s
3一个笔帽竖立在桌面上平放的纸条上,要求把纸条从笔帽下抽出,如果缓慢拉动纸条笔帽必倒;若快速拉纸条,笔帽可能不倒。这是因为(  )
A.缓慢拉动纸条时,笔帽受到的冲量小
B.缓慢拉动纸条时,纸条对笔帽的水平作用力小
C.快速拉动纸条时,笔帽受到的冲量小
D.快速拉动纸条时,纸条对笔帽的水平作用力小
4下列说法中正确的是(  )
A.物体的运动状态改变,其动量一定改变
B.物体的动量发生了改变,则合外力一定对物体做了功
C.如果物体在任何相等的时间内,受到相同的冲量,则物体一定做匀变速运动
D.如果物体是在恒定的合外力作用下运动,则单位时间内动量的增量与物体的质量无关
5恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经过时间t,下列说法正确的是(  )
A.拉力F对物体的冲量大小为零
B.拉力F对物体的冲量大小为Ft
C.拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ
D.合力对物体的冲量大小为零
6动量相等的甲、乙两车,刹车后沿两条水平路面滑行。若两车质量之比=,路面对两车的阻力相同,则两车的滑行时间之比为(  )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶4
7质量都是1 kg的物体A、B,中间用一轻弹簧连接,放在光滑的水平地面上。现使B物体靠在墙上,用力推物体A压缩弹簧,如图所示。这个过程中外力做功为8 J,待系统静止后突然撤去外力。从撤去外力到弹簧第一次恢复到原长时B物体的动量为________ kg·m/s。当A、B间距离最大时B物体的速度大小为________ m/s。
8质量m=500 g的篮球,以10 m/s的初速度竖直上抛,当它上升的高度h=1.8 m处与天花板相碰,经过时间t=0.4 s的相互作用,篮球以碰前速度的反弹,设空气阻力忽略不计,g取10 m/s2,则篮球对天花板的平均作用力为多大?
9据报道,一辆轿车在高速强行超车时,与迎面驰来的另一辆轿车相撞,两车身因碰撞挤压,皆缩短了约0.5 m,据测算相撞时两车的速度均为109 km/h,试求碰撞过程中车内质量为60 kg的人受到的平均冲击力约为多少?
10在采煤的各种方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下。今有一采煤高压水枪,设水枪喷水口横截面积S=6 cm2,由枪口喷出的高压水流流速为v=60 m/s,设水的密度ρ=1×103kg/m3,水流垂直射向煤层并原速弹回,试求煤层表面受到的平均冲击力。
参考答案
1解析:由动量定理,可知冲量总是等于物体动量的变化量,与物体的动量无关。
答案:C
2解析:先求合力,再求冲量,D项正确。
答案:D
3答案:C
4解析:动量是矢量,大小、方向一个因素发生变化,矢量就发生了变化。可分析A项正确,B项错误。冲量是矢量,冲量相等指大小方向都相等,选项C可分析出物体受恒力作用,该项正确;恒定的合外力与单位时间的乘积是冲量,由动量定理,冲量是定值,则动量变化量也就是定值,与物体质量无关,D项正确。
答案:ACD
5解析:对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量,是某一个力的冲量还是合力的冲量,是分力的冲量还是某一个方向上的力的冲量。
答案:BD
6解析:两车滑行时水平方向仅受阻力f作用,在这个力作用下使物体的动量发生变化。当规定以车的方向为正方向后,由动量定理表述形式:F=得-F=
所以两车滑行时间:t=或t=,当p、f相同时,滑行时间t相同,选项A正确。
物体的动量反映了它克服阻力能运动多久。从这个意义上,根据p、f相同,立即可知t相同。若把题设条件改为“路面对两车的摩擦因数相同”,则由f=μmg,得t=
所以t1∶t2=v1∶v2=m2∶m1=2∶1。
答案:A
7解析:根据能量的转化,当弹簧恢复原长时,物体A的动能为8 J,则A的动量为pA== kg·m/s=4 kg·m/s,此时B的速度仍为零,因此动量也为零;以后A、B相互作用,弹簧对A的冲量跟弹簧对B的冲量大小相等、方向相反,当两者距离最大时具有共同速度,由动量定理,可得pA=2mv,解得v=2 m/s。
答案:0 2
8解析:设篮球碰天花板前速度为v1,碰天花板后速度为v2,由运动学公式:v-v=2gh,得v1==m/s=8 m/s,v2=v1=6 m/s。
设天花板对篮球的平均作用力为,方向向下,以方向为正方向由动量定理(mg+)t=mv2-mv1,将v2=6 m/s,v1=-8 m/s,代入上式得=12.5 N,根据牛顿第三定律,篮球对天花板作用力=-。
答案:12.5 N
9解析:两车相碰时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,此过程位移为0.5 m,设人随车做匀减速运动的时间为t,已知v0=109 km/h≈30 m/s,由s=t得t== s= s,
根据动量定理有Ft=mv0,解得F=5.4×104 N。
答案:5.4×104 N
10解析:设在Δt内射到煤层上的水的质量为m,则m=ρSvΔt,设煤层对水的平均冲击力为N,规定N的方向为正方向,对水,由动量定理得:
NΔt=ρSv2,Δt-(-ρSv2Δt)=2ρSv2Δt,
故:N=2ρSv2=2×1×103×6×10-4×602N
=4.32×103N。
由牛顿第三定律知,煤层受到的平均冲击力大小为4.32×103N。
答案:4.32×103N



科目:物理 : 授课时间:第 周 星期 年月日
单元(章节)课题
第一章 碰撞与动量守恒
本节课题
1.1探究动量的变化与冲量的关系
三维目标
三维教学目标
1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;
2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;
3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
提炼的课题
动量定理及运用
教学重难点
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
教学手段运用
教学资源选择
学案
教 学 过 程
环节
学生要解决的问题或任务
教师如何教
学生如何学
引入新课
回顾动量与冲量的知识引入动量定律
新课教学
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
(2)公式:Ft = m-mv =-
1、动量定理不仅适用恒力作用,也适用变力作用的情况(此时的力应为平均作用力)
2、动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观现象和高速运动仍然适用.
3、动量定理中的方向性
F必须是合外力,因此解题时一定要对研究对象进行受力分析,避免少力的情况
学生来分析此公式中各量的意义:其中F是物体所受合外力,mv是初动量,m是末动量,t是物体从初动量变化到末动量所需时间,也是合外力F作用的时间。
例1:质量为m的小球在光滑水平面上以速度大小v向右运动与墙壁发生碰撞后以大小v/2反向弹回,与墙壁相互作用时间为t,求小球对墙壁的平均作用力。
例2:质量为0.40kg的小球从高3. 20m处自由下落,碰到地面后竖直向上弹起到1.80m高处,碰撞时间为0.040s,g取10m/s2,求碰撞过程中地面对球的平均冲力。
归纳小结
总结:
应用动量定理解题的基本步骤
①明确研究对象和研究过程
研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统.系统内各物体可以是保持相对静止的,也可以是相对运动的.研究过程既可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段.
②进行受力分析
只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力,所有外力之和为合外力.研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量,但不影响系统的总动量,因此不必分析内力.如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同,则要分别计算它们的冲量,然后求它们的矢量和.
③规定正方向
由于力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维的情况下,列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负.
④写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和).
⑤根据动量定理列式求解
2、应用动量定理解答时要注意几个问题,一是矢量性,二是F表示合外力。同时动量定理既适用恒力,也适用于变力;既适用直线运动,也适用于曲线运动,
新课教学
3、动量定理的应用
l、一个人慢行和跑步时,不小心与迎面的一棵树相撞,其感觉有什么不同?请解释。
2、一辆满载货物的卡车和一辆小轿车在同样的牵引力作用下都从静止开始获得相同的速度,哪辆车起动更快?为什么?
3、人下扶梯时往往一级一级往下走,而不是直接往下跳跃七、八级,这是为什么?
(l)△p一定,t短则F大,t长则F小;
(2) F一定,t短则△p小,t长则△p大;
(3)t一定,F大则△p大,F小则△p小。
同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力,勤于思考,一定会有收获。
在实际应用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力,而被人们所利用;有的要延长作用时间而减少力的作用,请同学们再举出一些有关实际应用的例子,并进行分析。(用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象)。
课堂检测内容
(1)(2002年全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为( )
A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/s
C.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s
(2)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有 ( )
A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.小车向左运动 D.小车向右运动
(3)把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统,动量守恒
B.枪和车组成的系统,动量守恒
C.三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
(4)甲乙两船自身质量为120 kg,都静止在静水中,当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙=_______.
课后作业布置
课后作业2、课时作业(二)
预习内容布置
预习1.2节



科目:物理 教师: 授课时间:第 周 星期 年 月
单元(章节)课题
第一章 碰撞与动量守恒
本节课题
1.1探究动量的变化与冲量的关系
三维目标
三维教学目标
1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;
2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;
3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
提炼的课题
动量定理
教学重难点
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
教学手段运用
教学资源选择
学案
教 学 过 程
环节
学生要解决的问题或任务
教师如何教
学生如何学
引入新课
例1: 火箭的发射利用了反冲现象。
例2:鸡蛋碰地球的实验。
新课教学
自主钻研的推导
有牛顿第二定律推导动量定律得表达式
学生自主学习课本7-8页,思考回答以下问题:(5分钟)
学习冲量
定义
表达式
矢量性
过程量
5、绝对性
1、强调只能计算恒力的冲量。
2、合冲量如何求解。
3、变力的冲量时,F为变力的平均值。
2、学习新新学案第一页课堂互动探究
课堂训练
4.如图1-1-2所示,质量为2 kg的物体沿倾角为30°,高为5 m的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端的过程中,g取10 m/s2,求:
(1)重力的冲量;
(2)支持力的冲量;
(3)合外力的冲量.
1.质量为5 kg的小球,从距地面高为20 m处水平抛出,初速度为10 m/s,从抛出到落地过程中,重力的冲量大小是(g取10 m/s2)(  )
A.60 N·s      B.80 N·s
C.100 N·s D.120 N·s
新课教学
动量P= mv
定义
表达式
矢量性
状量
5、相对性
6、动量的增量
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。
②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
通过练习强化对动量的理解。
课堂训练
3、一个质量为m=2kg的物体,在F1=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t1=5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经 过t3=6s停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。(3min)

4、质量是60kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已知弹性安全带缓冲时间为1.2s,安全带伸直后长5m,求安全带所受的平均冲力.( g= 10m/s2)(2min)
(深入思考)据报道,一架英国战斗机在威尔士上空与一只秃鹰相撞,造成飞机坠毁,小小的飞鸟撞击庞大、坚实的飞机,真难以想象,试通过估计,说明鸟类对飞机飞行的威胁,设飞鸟的质量m=1kg,飞机的飞行速度为v=800m/s,若两者相撞,试估算鸟对飞机的撞击力。
课堂检测内容
见多媒体课件
课后作业布置
课后作业1、3
预习内容布置
预习1.2节