高考物理复习教案 动量定理.doc

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高考物理复习教案动量定理
一、教学目的：1、理解动量定理的含义和表达式，知道动量定理适用于变力。2、能推导出动量定理表达式。3、会用动量定理解释有关现象，并能掌握一维情况下的计算问题。
二、教学重点：理解动量定理的确切含义和表达式
三、教学难点：会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题
四、教学用具：生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等
五、教学过程
（一）引入新课：足球场上红队5号队员一个弧线型角球，早就埋伏在白队球门框旁的红队8号队员迅速插上，一个漂亮的“狮子摇头”把球顶进了白队的球门，场上一片欢呼。但是，如果飞来的是一块石块，那怕石块的质量比足球要小，人们敢去顶吗？显然不会。为什么呢？
师：同学们能否讲出一些道理来？生甲：因为石块质量比足球质量大，……生乙：因为石块速度比足球速度大，……生丙：因为石块要比足球坚硬，……
相比较丙生的回答是涉及到了“正确”的表象。下面我们再看一个实验：
演示实验1：鸡蛋落地：事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵(不让学生知道)，让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破！
演示实验2：缓冲装置的模拟：用细线悬挂一重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同高度释放，就不会断了。
在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢？通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。p=mv
p=mv`
F
F

进行新课：下面以一个物体在恒定的合外力作用下进行动量定理的理论推导。
【板书】一、理论推导
1、推导的依据：牛顿第二定律和运动学的有关公式。
2、推导过程：如图，物体的初动量p=mv、末动量p‘=mv‘，经历的时间为t，由加速度的定义式由牛顿第二定律F=ma=，可得Ft=mv’－mv，即Ft=p‘－p
问：该式的左边Ft是什么量?右边p一p‘是什么意义?
【板书】二、动量定理
1、物理意义：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
2、公式：Ft=p’一p其中F是物体所受合外力，p是初动量，p‘是末动量，t是物体从初动量p变化到末动量p‘所需时间，也是合外力F作用的时间。
3、单位：F的单位是N，t的单位是s，p和P‘的单位是kg·m/s（kg·ms-1）。
前面我们通过理论推导得到了动量定理的数学表达式，下面对动量定理作进一步的理解。
【板书】三、对动量定理的进一步认识
1、动量定理中的方向性
例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况，此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。
v
V`

如图所示，质量为m的球以速度v向右运动，与墙壁碰撞后反弹的速度为v’，碰撞过程中，小球所受墙壁的作用力F的方向向左。若取向左为正方向，则小球所受墙壁的作用力为正值，初动量取负值，末动量取正值，因而根据动量定理可表示为
Ft=p‘一p=mv‘一(一mv)=mv’十mv。此公式中F、v、v‘均指该物理量的大小。
△p
F大
F小

0
t
小结：公式Ft=p‘一P=△p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。
演示实验3：小钢球碰到坚硬大理石后返回
2、动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理Ft=△p得F=△P/t，可见，动量的变化率等于物体所受的合外力。当动量变化较快时，物体所受合外力较大，反之则小；当动量均匀变化时，物体所受合外力为恒力，可由图所示的图线来描述，图线斜率即为物体所受合外力F，斜率大，则F也大。
【板书】三、动量定理的适用范围
尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。可以证明：动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。
F
F
0
to
t
实际中我们常遇到变力作用的情况，如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，如图是变力与平均力的F-t图像，其图线