江苏省南通市通州区金沙中学人教版高中物理选修3-5：16.6 用动量概念表示牛顿第二定律学案（无答案）

江苏省南通市通州区金沙中学人教版高中物理选修3-5：16.6 用动量概念表示牛顿第二定律学案（无） 16.6 用动量概念表示牛顿第二定律 【学习目标】 1、能运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。 2、理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力; 3、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。 【教学重难点】理解动量定理的确切含义和表达式，会用动量定理解释有关物理现象。 【自主预习】 1、冲量 (1)定义: 。 (2)表达式: 。 (3)单位: 。 、动量定理 2 (1)内容:物体在一个过程始末的 等于它在这个过程中 。这个关系叫做动量定理。 (2)表达式: 。 [自主预习检测] 完成教材《问题与练习》第1、2题。 [预习困惑] 【课堂导学】 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, 知识点一:用动量概念表示牛顿第二定律 [推导]假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式自己推导。 v′ 推导过程: v F 结论:上式表示，物体所受合外力等于物体 。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。 知识点二:冲量 1、冲量:物理学中把力F与作用时间的 ，称为力的冲量，记为I。 表达式: 。冲量是矢量，方向为力的方向。 单位: 。 2、冲量的计算 (1)计算某个恒力的冲量时，直接利用公式 即可，不必考虑物体的运动性质。 若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用 计算; 若力为一般变力则不能直接计算。 (2)计算合冲量时，可以先求合力，再利用 计算;也可以先求各力的冲量，再求各力冲量的 。 【例1】在倾角为37?的较长光滑斜面上，有一质量为5kg的物体由静止开始下滑，2s内物体所受重力的冲量大小为______N?s,弹力的冲量大小为______N?s,合力的冲量大小为______N?s,方向 2为______.(g=10m/s) [讨论]冲量与功的联系与区别, 知识点三:动量定理 、动量定理: 1 2、理解 (1)动量定理反映了 与 的因果关系，即 是原因， 改变是结果。 (2)动量定理表达式是矢量式，“=”包含了 两方面含义。 (3)式中的应是 ，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。 (4)动量定理具有 ，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，不论作用力是恒力还是变力，几个力的作用时间不论是相同还是不同，动量定理都适用;不论宏观低速问题，还是微观高速问题，动量定理都适用。 3、动量定理的应用 【例2】 质量为m=70kg的撑杆跳高运动员从h=5.0m高处落到海绵垫上，经?t=1s后停止，1则该运动员身体受到的平均冲力为 N如果是落到普通沙坑中，经?t=0.1s停下，则沙2 2坑对运动员的平均冲力为 N(取g=10m/s) 【例3】如图所示，把重物G压在纸带上，若用一水平力迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽 出;若缓慢拉动纸带，纸带也从重物下抽山,但重物跟着纸带一起运动一段距离。下列解释上述现象的说法中正确的是( )。 (A)在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大 (B)在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力小 (C)在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 (D)在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小 小结: (1)用动量定理可以定性有关现象。 (2)用动量定理可以定量计算某过程中合外力的冲量或动量变化量。 [试一试] 玻璃杯从同一高度落下,掉在石头上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯在与石头的 撞击过程中( ) (A)玻璃杯的动量较大 (B)玻璃杯受到的冲量较大 (C)玻璃杯的动量变化较大 (D)玻璃杯的动量变化较快 【精练反馈】 1.对于力的冲量的说法，正确的是( ) A.力越大，力的冲量就越大 作用在物体上的力大，力的冲量不一定大 B. C.F与其作用时间t的乘积Ft等于F与其作用时间t的乘积Ft，则这两个冲量相同 11112222D.静置于水平地面上的物体受到水平推力F的作用，经过时间t仍处于静止，则此推力的冲量为零 2.物体做变速运动，则( ) A.物体的动量一定改变 B.物体的速度大小一定改变 C.物体所受合外力一定改变 D.一定有合外力，且一定是恒力 3.人从高处跳到低处时,为了安全,一般都让脚尖先着地,这样做是为了( ) (A)减小冲量 (B)减小动量的变化量 (C)增大与地面的作用时间,从而减小冲力 (D)增大人对地面的压强,起到安全作用 4.光滑斜面高h=0.8m,质量m=1?的滑块从固定的斜面顶端由静止释放,如图所 2示.滑块滑到底端的过程中(g取l0m/s): (1)中力对滑块所做的功为_____J. (2)滑块的动能增量为_____J. (3)重力对滑块的冲量为______N?s. (4)滑块的动量增量为_____??m/s. 【课后小结】