河北省滄州市高考物理一輪復(fù)習(xí) 教案示例1動(dòng)量定理.docVIP

教案示例動(dòng)量定理（第1課時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo) 1理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式，知道動(dòng)量定理適用于變力2會(huì)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān)問(wèn)題二、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用難點(diǎn)：動(dòng)量定理在物理過(guò)程中的應(yīng)用三、教與學(xué) 教學(xué)過(guò)程： 力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變即產(chǎn)生加速度的原因，力在作用的時(shí)間過(guò)程中積累了一定的沖量，對(duì)受力物體產(chǎn)生了一定的作用效果，下面我們來(lái)尋找它們間的關(guān)系，以展現(xiàn)給我們一個(gè)全新的力學(xué)規(guī)律，開(kāi)辟一條新的解題途徑 （一）動(dòng)量定理 1推導(dǎo) 設(shè)質(zhì)量為m的物體在合外力f作用下沿直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度由v變?yōu)?，則由 和得，即。 2動(dòng)量定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化 數(shù)學(xué)表達(dá)式為或 （二）對(duì)動(dòng)量定理的理解 1動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(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，例如，勻加速直線運(yùn)動(dòng)合外力沖量方向與初動(dòng)量方向相同，勻減速直線運(yùn)動(dòng)合外力沖量方向與初動(dòng)量方向相反 2動(dòng)量定理的適用范圍 （1）成立條件：動(dòng)量定理在慣性參考系中成立 因?yàn)閯?dòng)量定理由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)而得，而牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅在慣性參考系中成立，所以動(dòng)量定理在慣性參考系中成立，一般在沒(méi)有特別說(shuō)明時(shí)，以地面為慣性參考系 （2）動(dòng)量定理的應(yīng)用范圍廣闊 盡管動(dòng)量定理是根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式在恒定外力的情況下沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)推導(dǎo)出來(lái)的，但可以證明： 動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對(duì)于變力情況，動(dòng)量定理中的f應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值 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，將較難的計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問(wèn)題 動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 3應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟 （1）確定研究對(duì)象和物理過(guò)程，并對(duì)研究對(duì)象做出受力分析 （2）選定正方向，確定在物理過(guò)程中研究對(duì)象所受合外力的沖量和動(dòng)量的變化 （3）由動(dòng)量定理列等式，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解【例1】如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，以速度v碰到墻壁上，被反彈回來(lái)的速度大小仍是v，若球與墻壁的接觸時(shí)間為t，求小球在與墻相碰時(shí)所受的合力 【解析】取向左的方向?yàn)檎较颍瑢?duì)小球與墻相碰的物理過(guò)程，概括動(dòng)量定理有： 所以，方向向左（與碰后速度方向相同） 【例2】一個(gè)質(zhì)量為m的物體，以速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求物體在周期內(nèi)所受合力沖量的大小 【解析】物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的合力雖然大小不變，但方向時(shí)刻在變化，合力是變力，用動(dòng)量定理求變力的沖量時(shí)，以動(dòng)量的增量來(lái)等效替換，避免了直接按沖量定義求解的困難 以周期后的速度方向?yàn)檎?，則由動(dòng)量定理得 【例3】以初速水平拋出一質(zhì)量為1kg的物體，若在拋出后3s內(nèi)它未與地面相碰，求它在3s內(nèi)動(dòng)量的變化 【解析】做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，根據(jù)動(dòng)量定理，在拋出后的3s內(nèi)物體的動(dòng)量變化為（kgm/s）方向與重力的方向相同，豎直向下 本例也可直接計(jì)算，參看上一節(jié)的例4【例4】一細(xì)繩跨過(guò)一輕小定滑輪，兩端分別掛有質(zhì)量m及m的物體，如圖所示，m靜止在地面上，且，當(dāng)m自由下落h距離后，繩子才被拉緊，求繩子剛被拉緊時(shí)兩物體的運(yùn)動(dòng)速度以及m能上升的最大高度（設(shè)m未著地，m未碰及滑輪） 【解析】整個(gè)問(wèn)題由三個(gè)階段組成 第一階段：m自由下落距離h，此時(shí)m的速度為，方向向下第二階段：拉緊繩子的過(guò)程，分別對(duì)m和m應(yīng)用動(dòng)量定理，以豎直向上為正方向，有：。由于作用時(shí)間很短暫，略去重力，并注意到，可得即為繩子剛被拉緊時(shí)兩物的速度，對(duì)方向向下，對(duì)m方向向上第三階段：繩子被拉緊后，m和m分別做向下和向上的勻變速直線