动量定理导学工科.docVIP

【例2】如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4rn／s，打击后铁锤的速度变为零，设打击时间为0.01s 　　1、不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ 　　2、考虑铁锤的重量，铁锤打钉子的平均作用力是多大？ 　　3、你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量． 　　分析（如图）以铁锤为研究对象，受到重力和铁钉弹力的作用，碰撞前，铁锤动量 ，碰撞后，铁锤动量为零． 　　根据动量定量，取向下为正方向列式，可求解 　　解答过程略． 归纳小结：应用动量定理的解题步骤： 　　1、确定研究对象2、进行受力分析，确定全部外力及作用时间3、找出物体的初末状态并确定相应的动量4、选正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向5、根据动量定理列方程求解 提示学生注意： 　　1、定理中Ft是合外力的冲量，并且要把这个冲量与受到这个冲量的物体动量变化对应起来． 　　2、物体的初末态速度应是相对同一参考系（通常取地面为参考系） 　　3、各量应统一用国际单位求解． 　　4、在重力与平均作用力相比很小的情况下，可以不考虑重力的冲量，而可忽略重力． 【例3】设在演示实验中，鸡蛋从1m高处自由下落到海绵垫上，若从鸡蛋接触软垫到陷至最低点经历的时间为0.2s，则这段时间内软垫对鸡蛋的平均作用力多大？分析鸡蛋受力情况，强调重力不能忽略，得出鸡蛋受到软垫的平均作用力很小． 应用举例： 　　请同学根据动量定理解释例2和例3中作用力大小为什么相差很大，结合教材内容分析讨论． 结论：当动量的变化一定时，缩短力的作用时间可增大作用力，延长力的作用时间可减小 7.22《动量定理》习题课 一、教学目的： 1、进一步理解动量定理表达式的确切含义 2、应用动量定理处理相关问题 二、教学重点： 物理过程的分析和相关规律的选用 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、教学过程 复习引入新课 什么是动量？什么是冲量？你是如何理解动量、冲量两个概念的？ 如何计算动量的变化量？它的方向性如何体现出来？ 动量定理的表述是怎样的？它的适用范围有哪些？ 【以上问题可以先用小黑板给出，让学生交流、讨论然后请学生回答，辩论】 问题一：对动量定理相关内容的辨析 例1：从同一高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎，这是因为： 掉在水泥地上，玻璃杯的动量大 B、掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大 C、掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大，且与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大 D、掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大 分析：玻璃杯是否会摔破，不是取决于动量变化的大小，而是取决于动量的变化率，即动量变化与所经历时间的比值，变化率越大，则作用力越大。明白此点，则学生对动量定理的定性应用已基本掌握。 【紧跟着可以让学生举出延长作用时间，减小作用力和缩短作用时间，增大作用力的实例】 例2：桌面上的一张纸条上压有一只茶杯，若缓慢拉动纸条，则茶杯会随纸条运动，若迅速拉动纸条，则纸条会从茶杯底下抽出来，请做一做，并用动量定理解释这个现象。 学生亲自动手做一做，然后解释。 例3：一个质点受到合外力F作用，若作用前后的动量分别为p和p’，动量的变化为△p，速度的变化为△v，则 A、p=－p’是不可能的 B、△p垂直于p是可能的 C、△P垂直于△v是可能的 D、△P=O是不可能的。 分析：由学生自己讨论，举出实例进行证明，得出答案。 通过此题，一是加深学生对动量定理的理解，二是培养学生解答选择题的技巧。 问题二：直接应用动量定理计算相关问题 例4：质量为65kg的人从高处跳下，以7m/s的速度着地，与地面接触后经0.01s停下，地面对他的作用力多大?为了安全，人跳下与地面接触后，双腿弯曲使人下蹲。若经1s停下，地面对他的作用力是多大?这个值会小于人的重力吗?并根据你的计算回答：在什么情况下要考虑自身的重力?什么情况下可以不考虑自身的重力?（g=10m/s2） 分析：首先引导学生分析物理情景，确定人着地前后瞬间速度方向和大小，确定初末态的动量，然后应用动量定律计算，求出人所受的平均作用力。从而进行比较，得出结论。 解：取人下落方向为正方向，人的初动量为p=mv=65×7kg·m/s=435 kg·m/s 人的末动量为p`=0 设人所受平均作用力为F，则由动量定理：（mg-F）t= p`-p 得人所受平均作用力为F=mg- 当t=0.01s时，F=44150N 当t= 1s时，F=1085N 说明：动量定理和现实生活的联系比较紧密，在教学中应多举一些学生熟悉