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最新精编 人教版 高中选修3-5物理:16.2《动量和动量定理》教案设计

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动量和动量定理 复习精要 [P3.]一、动量概念及其理解 (1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量 p=mv (2)特征: ①动量是状态量,它与某一时刻相关; ②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。 (3) 意义: 速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动 的状态。 [P4.]二、冲量概念及其理解 (1)定义:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量 I=F△t (2)特征: ①冲量是过程量,它与某一段时间相关; ②冲量是矢量,对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向。 (3)意义:冲量是力对时间的累积效应。对于质量确定的物体来说,合外力决定着其速度 将变多快;合外力的冲量将决定着其速度将变多少。对于质量不确定的物体来说,合外力决 定着其动量将变多快;合外力的冲量将决定着其动量将变多少。 [P5.]三、关于冲量的计算 F (1)恒力的冲量计算 恒力的冲量可直接根据定义式来计算, 即用恒力 F 乘以其作用时间 △t 而得。 (2)方向恒定的变力的冲量计算。 t 如力 F 的方向恒定,而大小随时间变化的情况 0 t1 t2 如图—1 所示, 则该力在时间△t=t2-t1 内的冲量大小在数值上就等 图—1 于图 11—1 中阴影部分的“面积” 。 (3)一般变力的冲量计算 在中学物理中,一般变力的冲量通常是借助于动量定理来计算的。 (4)合力的冲量计算 几个力的合力的冲量计算, 既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和, 又可以先算各个分 力的合力再算合力的冲量。 [P6.]四、动量定理 (1)表述:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化 I=Δ P ∑F·Δ t = mv′- mv = Δ p (2)导出:动量定理实际上是在牛顿第二定律的基础上导出的,由牛顿第二定律 F=ma 两端同乘合外力 F 的作用时间△t,即可得 F△t=ma△t=m(v-v0)=mv-mv0 [7P.](3)动量定理的意义: ①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因, 冲量是物体动量变化的量度。 这里 所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。 ②动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。 ③实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率: ∑ F=Δ p/Δ t (这也是牛顿第二定律的动量形式) ④动量定理的表达式是矢量式。 在一维的情况下, 各个矢量必须以同一个规定的方向决定 其正负。 [P8.](4) 动量定理的特点: ①矢量性:合外力的冲量∑F·Δ t 与动量的变化量Δ p 均为矢量,规定正方向后,在一条 直线上矢量运算变为代数运算; ②相等性: 物体在时间Δ t 内物体所受合外力的冲量等于物体在这段时间Δ t 内动量的变 化量;因而可以互求。 ③独立性:某方向的冲量只改变该方向上物体的动量; ④广泛性:动量定理不仅适用于恒力,而且也适用于随时间而变化的力.对于变力,动量定 理中的力 F 应理解为变力在作用时间内的平均值;不仅适用于单个物体,而且也适用于物体 系统。 [P9.](5)利用动量定理解题的步骤: ①明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体,也可以是质点组。如果研究过 程中的各个阶段物体的受力情况不同,要分别计算它们的冲量,并求它们的矢量和。 ②进行受力分析。 研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。 所有外力之和为合外 力。研究对象内部的相互作用力不影响系统的总动量,不包括在内。 ③规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量,所以列式前要先规定一个正方向, 和这个方向一

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