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2019-2020年高中物理 1.2 動(dòng)量教案 教科版選修3-5 三維教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能：知道動(dòng)量定理的適用條件和適用范圍； 2、過(guò)程與方法：在理解動(dòng)量定理的確切含義的基礎(chǔ)上正確區(qū)分動(dòng)量改變量與沖量； 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)邏輯思維能力，會(huì)應(yīng)用動(dòng)量定理分析計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。 教學(xué)重點(diǎn)：動(dòng)量、沖量的概念和動(dòng)量定理。 教學(xué)難點(diǎn)：動(dòng)量的變化。 教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。 1、動(dòng)量及其變化 （1）動(dòng)量的定義： 物體的質(zhì)量與速度的乘積，稱為(物體的)動(dòng)量。記為p=mv 單位：kgm/s讀作“千克米每秒”。 理解要點(diǎn)： ①狀態(tài)量：動(dòng)量包含了“參與運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)”與“運(yùn)動(dòng)速度”兩方面的信息，反映了由這兩方面共同決定的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具有瞬時(shí)性。 大家知道，速度也是個(gè)狀態(tài)量，但它是個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)概念，只反映運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，而運(yùn)動(dòng)，歸根結(jié)底是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有了物質(zhì)便沒(méi)有運(yùn)動(dòng).顯然地，動(dòng)量包含了“參與運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)”和“運(yùn)動(dòng)速度”兩方面的信息，更能從本質(zhì)上揭示物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是一個(gè)動(dòng)力學(xué)概念。 ②矢量性：動(dòng)量的方向與速度方向一致。 綜上所述：我們用動(dòng)量來(lái)描述運(yùn)動(dòng)物體所能產(chǎn)生的機(jī)械效果強(qiáng)弱以及這個(gè)效果發(fā)生的方向，動(dòng)量的大小等于質(zhì)量和速度的乘積，動(dòng)量的方向與速度方向一致。 （2）動(dòng)量的變化量： 1、定義：若運(yùn)動(dòng)物體在某一過(guò)程的始、末動(dòng)量分別為p和p′，則稱：△p= p′－p為物體在該過(guò)程中的動(dòng)量變化。 2、指出：動(dòng)量變化△p是矢量。方向與速度變化量△v相同。一維情況下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差 例1：一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒(méi)有變化？變化了多少？ 2、動(dòng)量定理 （1）內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化 （2）公式：Ft ＝ m－mv ＝－ 讓學(xué)生來(lái)分析此公式中各量的意義： 其中F是物體所受合外力，mv是初動(dòng)量，m是末動(dòng)量，t是物體從初動(dòng)量變化到末動(dòng)量所需時(shí)間，也是合外力F作用的時(shí)間。 （3）單位：F的單位是N，t的單位是s，p和的單位是kgm/s（kgms-1）。 （4）動(dòng)量定理不僅適用恒力作用，也適用變力作用的情況（此時(shí)的力應(yīng)為平均作用力） （5）動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，對(duì)微觀現(xiàn)象和高速運(yùn)動(dòng)仍然適用． 前面我們通過(guò)理論推導(dǎo)得到了動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式，下面對(duì)動(dòng)量定理作進(jìn)一步的理解。 （6）動(dòng)量定理中的方向性 例2：質(zhì)量為m的小球在光滑水平面上以速度大小v向右運(yùn)動(dòng)與墻壁發(fā)生碰撞后以大小v/2反向彈回，與墻壁相互作用時(shí)間為t，求小球?qū)Ρ诘钠骄饔昧Α? 小結(jié)：公式Ft ＝ m－mv是矢量式，計(jì)算時(shí)應(yīng)先確定正方向。合外力的沖量的方向與物體動(dòng)量變化的方向相同。合外力沖量的方向可以跟初動(dòng)量方向相同，也可以相反。 例3：質(zhì)量為0.40kg的小球從高3.20m處自由下落，碰到地面后豎直向上彈起到1.80m高處，碰撞時(shí)間為0.040s，g取10m/s2,求碰撞過(guò)程中地面對(duì)球的平均沖力。 小結(jié)：式中的F必須是合外力，因此解題時(shí)一定要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，避免少力的情況。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成分析多過(guò)程物理問(wèn)題的一般方法，分階段法。 學(xué)生練習(xí)：有一個(gè)物體質(zhì)量為1kg，以10m/s的初速度水平拋出，問(wèn)經(jīng)過(guò)2S時(shí)物體的動(dòng)量的變化量為多大？此時(shí)物體還沒(méi)落地。 小結(jié)：利用動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問(wèn)題，將較難計(jì)算的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較易計(jì)算的問(wèn)題， 總結(jié)： 1、應(yīng)用動(dòng)量定理解題的基本步驟 2、應(yīng)用動(dòng)量定理解答時(shí)要注意幾個(gè)問(wèn)題，一是矢量性，二是F表示合外力。同時(shí)動(dòng)量定理既適用恒力，也適用于變力；既適用直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)， 3、動(dòng)量定理的應(yīng)用 演示實(shí)驗(yàn)：雞蛋落地 【演示】先讓一個(gè)雞蛋從一米多高的地方下落到細(xì)沙堆中，讓學(xué)生推測(cè)一下雞蛋的“命運(yùn)”，然后做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有象學(xué)生想象的那樣嚴(yán)重：發(fā)現(xiàn)雞蛋不會(huì)被打破；然后讓雞蛋從一米多高的地方下落到講臺(tái)上，讓學(xué)生推測(cè)一下雞蛋的“命運(yùn)”，然后做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果雞蛋被打破。請(qǐng)學(xué)生分析雞蛋的運(yùn)動(dòng)過(guò)程并說(shuō)明雞蛋打破的原因。 雞蛋從某一高度下落，分別與硬板和細(xì)沙堆接觸前的速度是相同的，也即初動(dòng)量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末?dòng)量均為零，因而在相互作用過(guò)程中雞蛋的動(dòng)量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同，與硬板碰時(shí)作用時(shí)間短，與細(xì)沙堆相碰時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng)，由Ft=△p知，雞蛋與硬板相碰時(shí)作用力大，會(huì)被打破，與細(xì)沙堆相碰時(shí)作用力較小，因而不會(huì)被打破。 在實(shí)際應(yīng)用中，有的需要作用時(shí)間短，得到很大的作用力而被人們所利用，有的需要延長(zhǎng)作用時(shí)間(即緩沖)減少力的作用。請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e些有關(guān)實(shí)際應(yīng)用的例子。加強(qiáng)對(duì)周圍事物的觀察能力，勤于思考，一定會(huì)有收獲。 在實(shí)際應(yīng)用中，有的需要作用時(shí)間短，得到很大的作用力，而被人們所利用；有的要延長(zhǎng)作用時(shí)間而減少力的作用，請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e出一些有關(guān)實(shí)際應(yīng)用的例子，并進(jìn)行分析。（用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時(shí)要落入沙坑中等現(xiàn)象）。 （加強(qiáng)對(duì)周圍事物的觀察，勤于思考，一定會(huì)有收獲。） 用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象可分為下列三種情況： (l)△p一定，t短則F大，t長(zhǎng)則F小； (2) F一定，t短則△p小，t長(zhǎng)則△p大； (3)t一定，F(xiàn)大則△p大，F(xiàn)小則△p小。 例如以下現(xiàn)象并請(qǐng)學(xué)生分析。 l、一個(gè)人慢行和跑步時(shí)，不小心與迎面的一棵樹(shù)相撞，其感覺(jué)有什么不同?請(qǐng)解釋。 2、一輛滿載貨物的卡車和一輛小轎車在同樣的牽引力作用下都從靜止開(kāi)始獲得相同的速度，哪輛車起動(dòng)更快?為什么? 3、人下扶梯時(shí)往往一級(jí)一級(jí)往下走，而不是直接往下跳躍七、八級(jí)，這是為什么?