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冲量和动量（教案）

上传时间: 2014-08-16

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第一节冲量和动量

教学目标

一．知识与技能目标

1．理解冲量的概念，知道冲量的定义，知道冲量是矢量．

2．理解动量的概念，知道动量的定义，知道动量是矢量．

3．知道动量的变化也是矢量，知道动量的运算服从矢量运算的规则．

二．过程与方法目标

1．会计算力的冲量和物体的动量．

2．会正确计算一维的动量变化．

三．情感态度与价值观目标

培养学生的创新思维能力，建立正确的认识论和方法论．

重点．难点

重点：冲量和动量的概念

难点：正确计算动量的变化

教学过程的实施方法

1、通过举例、讨论、推导、归纳，讲解综合教法得到冲量和动量的概念。

2、通过实例，使学生会对冲量、动量进行判断或求解。

教学过程

引入新课

力是物体对物体的作用，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物体的运动速度。那么，对于一定质量的物体，力所产生的改变物体速度的效果，与哪些因素有关呢？高中物理动量这一章专门解决这一问题。本节课，先来学习第一节冲量和动量。

新课教学

一、冲量

用多媒体出示问题：一个静止于光滑水平面上的质量m=2kg的物体（如图），受到一个F=10N的水平向右恒力作用，试求：

（1）、经过时间t=4s物体的速度v变为多大？( v = 20m/s )

（2）、如果要使此物体的速度从静止开始在t =1s的时间内速度达到v （v = 20m/s），则应将作用力变为多大？( 40N )

由学生解答，给出答案后，询问解题方法：------

方法：

①物体在力F的作用下，由牛顿第二定律得出加速度a = F/m

② 由运动学公式得出速度：v=at = Ft/m

提问：该例子说明了什么？

教师引导学生作答：

说明：对于一个原来静止的物体，要使它获得一定的速度，方法有：

a、可以用较大的力作用较短的时间；

b、可以用较小的力作用较长的时间。

也就是说：对于一定质量的物体，力所产生的改变物体速度的效果，由力F和力的作用时间t的乘积Ft这个物理量决定，物理学中，我们把力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量。（板书以下内容：）

1、定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量。用符号“I”表示。

2、定义式：I=Ft

3、单位：冲量的国际单位是牛·秒（N·s）

4、物理意义：冲量是表示物体在力的作用下，经历一段时间的积累效应

5、性质：

（1）冲量是矢量。冲量有大小也有方向，它的方向由力的方向决定的，但是不能说与力的方向相同，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。学习过动量定理后，自然也就会明白了。

（2）冲量是过程量。冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间累积的物理量，因此，力对物体有冲量作用必须具备力F和该力作用的时间t两个条件。换句话说：只要有力并且作用一段时间，经历一个过程，那么该力对物体就有冲量作用，可见，冲量是个过程量。

6、冲量的计算：

（1）．恒力的冲量（分一个力和多个力）

（2）．变力的冲量（动量定理后）

课堂练习：

1、对力的冲量，下列说法正确的是（ B ）

A、力越大，力的冲量就越大

B、作用在物体上的力大，但力的冲量不一定大

C、力与位移垂直时，力的冲量为零

D、物体在水平推力F作用下，经过一段时间t后，仍处于静止状态，则此推力的冲量为零

2、如图所示，在倾角为α＝37o的斜面上，有一质量为5kg的物体沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求物体下滑2s的时间内，物体所受各力的冲量（g取10m/s2）

解：物体下滑过程中受重力、支持力和摩擦力的作用

重力的冲量：

IG＝Gt＝mgt＝5×10×2N?S＝100N?S

方向：竖直向下

支持力的冲量：

IF＝Ft＝mgtcosα＝80N?S

方向：垂直于斜面向上

摩擦力的冲量：

If＝ft＝μmgtcosα＝16N?S

方向：平行于斜面向上

二、动量（继续讨论表达式v=at = Ft/m，得出动量的概念．）

由公式v = Ft/m可得mv=Ft，由公式看出，对于原来静止的质量m不同的物体，在相同的冲量作用下，虽然得到的速度v不同，但速度和质量的乘积mv却是相同的，都等于它们受到的冲量，在物理学中，把物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量。

1、定义：物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量。用字母“p”表示。

2、定义式：p =mv

3、单位：动量的国际单位是千克米每秒（kg?m／s）

动量单位与冲量单位相同： 1N?S＝1 kg?m／s

4、性质：

（1）动量是矢量。动量是一个矢量，有大小也有方向。动量的方向与速度的方向相同，对质量一定的物体，只要物体速度的大小和方向有一个发生变化，我们就说物体的动量发生了变化．

动量的合成遵从矢量运算规则，要按平行四边形定则进行．如果物体的运动在同一直线上，而动量矢量在同一条直线上，在选定一个正方向后，动量的运算就可以化简为代数运算．

（2）动量具有相对性。因为物体的运动速度v与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系的选取有关．通常选取地球为参考系．

（3）动量是一个状态量，具有瞬时性。动量是描述质点运动状态的物理量，它对应着某个时刻或某一位置，因此动量是一个状态量，具有瞬时性。

课堂练习：（动量大小与速度的关系）

题：质量为60kg以1m/s速度步行的人和以800m/s速度飞行的质量为0.01kg的子弹，哪个动量大？（答案：人）

解： ----------．

三、动量的变化

末动量P2 与初动量P1的矢量差，即ΔP=P2－P1 。动量是矢量，动量的变化量也是矢量．那么如何求动量的变化呢？我们来看下面的例题．

例题：〔课本例题〕

题：如图，一个质量是0.1kg的钢球，以6 m／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的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？

分析：动量是矢量，它的大小或方向发生了变化，

动量就发生了变化，碰撞前后虽然钢球速度大小没有

变化，都是6m／s，但速度的方向发生了变化，动量

的方向与速度的方向相同，动量的方向也发生了变化，

所以钢球的动量发生了变化．

解：略

结论：碰撞前后物体仍在同一条直线上运动，可先设一个正方向，确定初动量P1和末动量P2的正、负值，则动量的变化可用代数方法求出。

运算规则：平行四边形定则。

（1）初动量P1和末动量P2共线，用代数式运算。

（2）初动量P1和末动量P2不共线，用矢量式运算。

巩固训练：

4、下列情况中，物体动量不变的是（ A ）

A、在平直公路上匀速行驶的汽车

B、汽车在转弯过程中速度大小不变

C、水平飞出的球撞到竖直墙后又沿原路返回

D、匀速直线运动的洒水车正在洒水

5、质量为0.2kg的钢球，从某一高处落下，落地时速度大小为3m/s，与地面碰撞后，以同样大小的速度弹回，求钢球碰撞前后动量的变化量。

解：取初速度方向为正方向

碰撞前：p1=mv1=0.2×3kg?m/s=0.6 kg?m/s

碰撞后：p2=mv2=－0.2×3kg?m/s=－0.6 kg?m/s

(P＝P2－P1＝（－0.6－0.6）kg?m/s＝－1.2 kg?m/s

动量变化大小为： (P＝1.2 kg?m/s

方向：竖直向上

6、布置作业：

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