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1、
§16-2 動(dòng)量和動(dòng)量定理學(xué)案
閱讀課本第6--7頁,完成以下問題。
一.動(dòng)量的概念:
1.定義:在物理學(xué)中,物體的 和 的乘積叫做動(dòng)量。
2.定義式:
3.單位:
4.對動(dòng)量的理解:
(1)矢量性:動(dòng)量的方向與 方向一致。
(2)瞬時(shí)性:動(dòng)量的定義式中的v指物體的瞬時(shí)速度,從而說明動(dòng)量與 或 對應(yīng),是 (狀態(tài)量或過程量)。
(3)相對性:速度具有相對性,參考系不同,同一個(gè)物體的 也就不同。
二.動(dòng)量的變化量
1.
2、定義:物體的 與 的矢量差叫做物體動(dòng)量的變化.
2.表達(dá)式:
3.矢量性:動(dòng)量的變化量等于末狀態(tài)動(dòng)量減去初狀態(tài)的動(dòng)量,一維情況下,提前規(guī)定正方向,?p的方向與△v的方向 .
4.動(dòng)量的變化也叫動(dòng)量的增量或動(dòng)量的改變量
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)(如圖),碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少?碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少?
練習(xí)1.通過解答以下三個(gè)小題,思考動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別。
(1)質(zhì)量為2 kg的物體,速度由
3、3 m/s增大為6m/s,它的動(dòng)量和動(dòng)能各增大為原來的幾倍?
(2)質(zhì)量為2kg的物體,速度由向東的3 m/s變?yōu)橄蛭鞯?m/s,它的動(dòng)量和動(dòng)能是否變化了?如果變化了,變化量各是多少?
(3)A物體質(zhì)量是2kg,速度是3m/s,方向向東,B物體質(zhì)量是3kg,速度是4m/s,方向向西。它們的動(dòng)量之和是多少?動(dòng)能之和是多少?
總結(jié):1.動(dòng)量和動(dòng)能都是 量(填“狀態(tài)量”或“過程量”)
2.動(dòng)量是 量,動(dòng)能是 量(標(biāo)量或矢量)
3.動(dòng)量發(fā)生變化時(shí),動(dòng)能 發(fā)生變化,動(dòng)能發(fā)生變化時(shí),動(dòng)量 發(fā)生變化(填一定或不一定)
4.二者的定量關(guān)系:
思考
4、討論:以下幾種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量變化情況(即動(dòng)量大小,方向的變化情況)。
① 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) ②物體做自由落體運(yùn)動(dòng)
③物體做平拋運(yùn)動(dòng) ④物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里;跳高時(shí)在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳,落地后雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎,汽車安裝有安全氣囊等,這樣做的目的是為了什么呢?而在某些情況下,我們又不希望這樣,比如用鐵錘釘釘子而不用橡皮錘。這些現(xiàn)象中的原因是什么呢?接下來我們來探究其中的奧秘。
閱讀課本第7—11頁,完成以下幾個(gè)問題
三、沖
5、量、動(dòng)量定理
推導(dǎo):用動(dòng)量概念表示牛頓第二定律
v
v ’
F
m
t
t’
設(shè)一個(gè)物體質(zhì)量為m ,在恒力F 作用下,在時(shí)刻t 物體的速度為v ,經(jīng)過一段時(shí)間 ,在時(shí)刻t’ 物體的速度為v ’,嘗試由F=ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識推導(dǎo)出力和動(dòng)量變化的關(guān)系?
最終你得到的表達(dá)式為:F=_________。
物理意義:物體所受的力等于物體動(dòng)量的_________。根據(jù)以上推論完成以下內(nèi)容:
1.沖量: ___ ___與_________的乘積叫沖量。公式:I=_________。單位:_________。
它反映了力的作用對_______的積累效果。
說
6、明:①?zèng)_量是過程量,求沖量一定要明確哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。
②沖量是矢量,沖量的方向不一定是力的方向,只有恒力沖量的方向才與力的
方向 。
③上式只能用來計(jì)算恒力的沖量。
④力作用一段時(shí)間便有了沖量,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。
思考:用力去推一個(gè)物體,一段時(shí)間后仍沒能推動(dòng)。這個(gè)力的沖量為零嗎?為什么?這個(gè)力對物體做功了嗎?又為什么?
2.動(dòng)量定理:物體在一個(gè)過程始末的____________等于它在這個(gè)過程中所受力的______。
公式:F?t=_________或___________=I
說明:①動(dòng)量定理中的Ft指的是
7、 的沖量
②動(dòng)量定理描述的是一個(gè)過程,它表明物體所受 是物體 的原因,物體動(dòng)量的變化是由它受到的外力經(jīng)過一段時(shí)間積累的結(jié)果.
③Ft=p′-p是一個(gè)矢量式,運(yùn)算應(yīng)遵循 .若動(dòng)量定理公式中各量均在一條直線上,可規(guī)定某一方向?yàn)檎鶕?jù)已知各量的方向確定它們的正負(fù),從而把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算.
④動(dòng)量定理說明合外力的沖量與研究對象的動(dòng)量增量的數(shù)值 ,方向 ,單位 .但不能認(rèn)為合外力的沖量就是動(dòng)量的增量.
⑤動(dòng)量定理既適用于恒力,也適用于 .對于變力的情況, F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值
8、.
四.動(dòng)量定理的應(yīng)用:
例2:一個(gè)質(zhì)量m=10kg的物體,以v=10m/s的速度做直線運(yùn)動(dòng),受到一個(gè)反向作用力F,經(jīng)過4s,速度變?yōu)榉聪?m/s。這個(gè)力多大?
例3.如圖所示,固定的光滑斜面傾角為θ.質(zhì)量為m的物體由靜止開始從斜面頂端滑到底端,所用時(shí)間為t.在這一過程中正確的是( )
A.所受支持力的沖量為O B.合力的沖量大小為mgt
C.所受重力的沖量大小為mgt D.動(dòng)量的變化量大小為mgt
運(yùn)用動(dòng)量定理解題的步驟:
? ①確定研究對象;
? ②對研究對象進(jìn)行受力分析,確定全部外力及作用時(shí)間;
? ③找出物體的初末
9、狀態(tài)并確定相應(yīng)的動(dòng)量;
? ④如果初、末動(dòng)量在同一直線上,則選定正方向,并給每個(gè)力的沖量和初末動(dòng)量帶上正負(fù)號,以表示和正方向同向或反向;如果初、末動(dòng)量不在同一直線上,則用平行四邊形定則求解;
⑤根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解.
練習(xí)2.若上述物體是一雞蛋m=0.05Kg, h=0.8m,在下列兩種情況下,求雞蛋所受到的平均沖力?
(1)雞蛋落在硬面上,與硬面作用時(shí)間為t=0.01s ,則雞蛋所受到的平均沖力?
(2)雞蛋落在軟墊上,與軟墊作用時(shí)間為t =1 s,則雞蛋所受到的平均沖力?
(3)雞蛋落在軟墊上不易碎的原因是:( )
A.減小了雞蛋的動(dòng)量
10、B.減小了雞蛋的動(dòng)量變化
C.減小了對雞蛋的沖量 D.延長了雞蛋與接觸面的作用時(shí)間,從而減小了對雞蛋的沖力
課后訓(xùn)練:
1.下列說法正確的是 ( )
A.動(dòng)量的方向一定跟物體的速度方向相同,且動(dòng)量大的物體其速度一定大
B.沖量的方向一定跟對應(yīng)的作用力方向相同,且沖量大對應(yīng)的作用力一定大
C.物體受到的沖量方向與物體末動(dòng)量的方向不一定相同
D.合外力的沖量為零,則物體所受各力的沖量均為零
2.關(guān)于物體所受沖量跟其受力情況和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說法正確的是 (
11、 )
A.物體受到的沖量越大,它的動(dòng)量變化一定越快
B.物體受到的沖量越大,它的動(dòng)量變化一定越大
C.物體受到的沖量越大,它受到的合外力一定越大
D.物體受到的沖量越大,它的速度變化一定越快
3.下列說法正確的是 ( )
A.根據(jù)F=?P/?t 可把牛頓第二定律表述為:物體動(dòng)量的變化率等于它所受的合外力
B.力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量,它反映了力的作用對單間的累積效應(yīng),是一個(gè)標(biāo)量
C.動(dòng)量定理的物理實(shí)質(zhì)與牛頓第二定律是相同的,但有時(shí)用起來更方便
D.易碎
12、品運(yùn)輸時(shí)要用柔軟材料包裝,船舷常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時(shí)間以減小作用為
4.下面的說法正確的是 ( )
A.物體運(yùn)動(dòng)的方向就是它的動(dòng)量的方向
B.如果物體的速度發(fā)生變化,則可以肯定它受到的合外力的沖量不為零
C.如果合外力對物體的沖量不為零,則合外力一定使物體的動(dòng)能增大
D.作用在物體上的合外力沖量不一定能改變物體速度的大小
5. 質(zhì)量為1kg的物體從離地面5m高處自由下落。與地面碰撞后。上升的最大高度為3.2m,設(shè)球與地面作用時(shí)間為0.2s,則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_力為(g=10m/s2)( )
A.90N B.80N C.110N D.100N
6.蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.一個(gè)質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動(dòng)員,從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0 m高處.已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2 s.若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理,求此力的大小.(g=10 m/s2)
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