2.動(dòng)量定理第一單元?jiǎng)恿渴睾愣?物理觀念：理解沖量的概念及其矢量性，知道的沖量的意義，即動(dòng)量定理及其表達(dá)式的物理意義。2科學(xué)思維：能在恒力情況下進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出動(dòng)量定理及其表達(dá)式。培養(yǎng)學(xué)生思考分析能力。培養(yǎng)建構(gòu)模型能力。3科學(xué)探究：經(jīng)歷對(duì)動(dòng)量定理及其表達(dá)式的探究過(guò)程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題。知道動(dòng)量定理適用于變力情況，領(lǐng)會(huì)求解變力沖量時(shí)的極限思想。能在觀察和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出合理猜想與假設(shè)；具有設(shè)計(jì)探究方案和獲取證據(jù)的能力。4科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動(dòng)與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實(shí)事求是有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。核

心

素

養(yǎng)一、驅(qū)動(dòng)問(wèn)題跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在沙坑里面進(jìn)行，你知道這些沙子有什么作用嗎？主要的用途是減輕運(yùn)動(dòng)員著地瞬間與地面的撞擊力度，包括曲膝也是。你還能舉出哪些類似的例子呢？以下情境中的原理和上述例子相同的有哪些？以上情景中物體的受力與各自的動(dòng)量變化有怎樣的關(guān)系呢？一、驅(qū)動(dòng)問(wèn)題一、驅(qū)動(dòng)問(wèn)題以上的現(xiàn)象中物體的動(dòng)量都發(fā)生了變化，過(guò)程原理你能說(shuō)清楚嗎？（提示：嘗試從作用時(shí)間、動(dòng)量變化、作用力的尋找角度去思考。）輪船靠岸的過(guò)程輪胎起了緩沖作用。點(diǎn)擊視頻播放二、動(dòng)量定理（一）利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理【場(chǎng)景1】在光滑水平面上的質(zhì)量為m的小球在水平恒力F的作用下，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度由v變?yōu)関′?！痉治觥咳鐖D所示,物體的初動(dòng)量為p=mv,末動(dòng)量為p′=mv′,由加速度的定義式:由牛頓第二定律F=ma=

,可得Ft=mv′-mv，即Ft=p′-p【情景2】如果多一個(gè)阻力呢，質(zhì)量為m的小球的速度由v1

變?yōu)関2

，已知兩力作用的時(shí)間為t，試運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律來(lái)表述加速度，聯(lián)立兩式消去加速度，找出力與質(zhì)量和速度的關(guān)系。沖量動(dòng)量小球的合力F-fF?2F?1fff（一）利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理二、動(dòng)量定理二、動(dòng)量定理【情景3】如果是在斜面上呢，還會(huì)得到什么推理形式？（一）利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理（二）類比思維：合外力的功改變了物體的動(dòng)能二、動(dòng)量定理

假定一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初始時(shí)刻物體的速度為v，經(jīng)過(guò)一段位移?x，它的速度為v'.當(dāng)時(shí)，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得到：把F?x是力在位移上的累積，稱為力的功。改變了物體動(dòng)能。F?t是力對(duì)時(shí)間的累積，我們稱它為什么呢？它在改變動(dòng)量。F作用位移

xF??F??AB二、動(dòng)量定理請(qǐng)你閱讀課文，總結(jié)查找沖量的概念。（形成物理觀念）１.定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間的乘積，叫做該力對(duì)這個(gè)物體的沖量I，用公式表示為

I=Ft2.單位：在國(guó)際單位制中，沖量的單位是?！っ?，符號(hào)是N·s

3.沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同4.沖量是過(guò)程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)回想一下之前學(xué)習(xí)過(guò)的功，想想它與沖量有哪些異同？（三）沖量FtOt5.沖量與功觀念區(qū)分力對(duì)物體有沖量,若物體沒有位移，力對(duì)物體不做功；力對(duì)物體做功,也一定經(jīng)歷了時(shí)間，力對(duì)物體有沖量。xFOxx二、動(dòng)量定理沖量功區(qū)別公式標(biāo)、矢量意義正負(fù)作用效果單位N·SI=Ft

矢量標(biāo)量N·m（J）力對(duì)時(shí)間的積累,對(duì)應(yīng)一段時(shí)間力對(duì)位移的積累,

對(duì)應(yīng)一段位移正負(fù)表示與正方向相同或相反正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功改變物體的動(dòng)量改變物體的動(dòng)能6.變力的沖量二、動(dòng)量定理請(qǐng)你回憶，勻變速位移公式的推導(dǎo)。（構(gòu)建物理思維模型）Ft/s43210246108t/s43210246108Ft/s43210246108FFt/s43210246108（1）由圖可知F-t圖線與t軸所圍“面積”大小表示t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。面積正負(fù)代表沖量方向。（2）對(duì)于方向不變、大小隨時(shí)間均勻變化的變力,沖量也可用I=F(t'-t)計(jì)算,但式中的F應(yīng)為Δt時(shí)間內(nèi)的平均力,即（四）動(dòng)量定理1.內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化，這就是動(dòng)量定理。2.表達(dá)式：或3.理解：(1)表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；(2)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;（3）動(dòng)量的變化率：動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。由動(dòng)量定理，得

，可見，動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之較小；當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí)，物體所受合力為恒力。二、動(dòng)量定理（四）動(dòng)量定理4.動(dòng)量定理的適用范圍(1)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，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；(2)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；(3)動(dòng)量定理適用于宏觀低速、微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過(guò)程，只考慮初末狀態(tài)。二、動(dòng)量定理三、動(dòng)量定理的應(yīng)用（一）教材例題精析【例題】一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s。球棒對(duì)壘球的平均作用力是多大？

【解析】壘球的初動(dòng)量為p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s壘球的末動(dòng)量為pˊ=mvˊ=(－0.18)×25kg·m/s=－8.1kg·m/s由動(dòng)量定理知壘球所受的平均作用力為負(fù)號(hào)表示力的方向與壘球飛來(lái)的方向相反你能總結(jié)一下利用動(dòng)量定理解答問(wèn)題方法和注意事項(xiàng)嗎？（二）動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟1、確定研究對(duì)象：一般為單個(gè)物體；4、選定正方向，確定在物理過(guò)程中研究對(duì)象的動(dòng)量的變化；5、根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。2、明確物理過(guò)程：受力分析，求出合外力的沖量；3、明確研究對(duì)象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；現(xiàn)在回頭解釋課堂開始的問(wèn)題，物體的受力與各自的動(dòng)量變化有怎樣的關(guān)系呢？三、動(dòng)量定理的應(yīng)用（三）動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象跳遠(yuǎn)比賽這些場(chǎng)景中的墊子、沙坑、輪胎的緩沖為什么可以保護(hù)好人和船不受到太大力的作用？由Ft=Δp可知：△p一定，t長(zhǎng)則F小三、動(dòng)量定理的應(yīng)用懸掛輪胎的游船準(zhǔn)備靠岸跳高比賽這些場(chǎng)景中為什么物體可以獲得更大的作用力呢？錘子釘釘子棒球比賽高爾夫球比賽由Ft=Δp可知：△p一定，t短則F大（三）動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象三、動(dòng)量定理的應(yīng)用人們常說(shuō)“滴水穿石”，請(qǐng)你根據(jù)下面所提供的信息，估算水對(duì)石頭的沖擊力的大小。一瀑布落差為h＝20m，水流量為Q＝0.10m3/s，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零。(落在石頭上的水立即流走，在討論石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考慮水的重力，g取10m/s2)（四）流體模型想一想三、動(dòng)量定理的應(yīng)用（四）流體模型1.基本方法：用動(dòng)量定理解決流體問(wèn)題，一般采用微元法：即取一個(gè)很短時(shí)間Δt，對(duì)Δt內(nèi)流出液體Δm用動(dòng)量定理。2.解題的關(guān)鍵：（1）確定Δm與Δt、液體的速度、密度等關(guān)系。（2）確定Δm作用前后速度的變化。（3）Δt趨近零時(shí)，Δm很小，所受的重力均不計(jì)。3.特點(diǎn)：⑴對(duì)水槍噴射問(wèn)題，當(dāng)空中水柱穩(wěn)定后，空中水的體積不變，任何時(shí)間內(nèi)從槍口射出的水等于射向墻壁或物體的水。⑵若水柱不散開，水柱的橫截面積與水的速度成反比。三、動(dòng)量定理的應(yīng)用三、動(dòng)量定理的應(yīng)用（四）流體模型課堂小結(jié)動(dòng)量定理動(dòng)量定理利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理沖量動(dòng)量定理動(dòng)量定理的應(yīng)用動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象流體模型課堂反饋1．將物體水平拋出，在物體落地前（不計(jì)空氣阻力），下列說(shuō)法正確的是（

）A．動(dòng)量的方向不變

B．動(dòng)量變化量的方向不變C．相同時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量越來(lái)越大

D．動(dòng)量變化的越來(lái)越快【答案】B課堂反饋1.(沖量的理解)下面關(guān)于沖量的說(shuō)法正確的是(

)A.物體受到很大的沖力時(shí),其沖量一定很大B.當(dāng)力與位移垂直時(shí),該力的沖量為零C.不管物體做什么運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同D.只要力的大小恒定,其相同時(shí)間內(nèi)的沖量就恒定答案:C解析:沖量是力與時(shí)間的乘積,是矢量,力大,沖量不一定大,A錯(cuò)誤;當(dāng)力與位移垂直時(shí),該力的沖量不為零,B錯(cuò)誤;不管物體做什么運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同,C正確;力的大小恒定,其相同時(shí)間內(nèi)沖量方向不一定相同,D錯(cuò)誤。課堂反饋2.(動(dòng)量定理的理解)(多選)在任何相等時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的變化量總是相等的運(yùn)動(dòng)可能是(

)A.勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng) D.平拋運(yùn)動(dòng)答案:BCD解析:物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)所受的合外力恒定不變。由動(dòng)量定理可知,它們?cè)谌魏蜗嗟葧r(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變化量總相等,而物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力是變力,故B、C、D均正確,A錯(cuò)誤。課堂反饋3.(定性分析問(wèn)題)如圖所示,從高處跳到低處時(shí),為了安全,一般都要屈腿,這樣做是為了(

)A.減小沖量B.減小動(dòng)量的變化量C.增大與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力D.增大人對(duì)地面的壓強(qiáng),起到安全作用答案:C解析:人在和地面接觸時(shí),人的速度減為零,由動(dòng)量定理可知(F-mg)t=Δp,而屈腿可以增加人著地的時(shí)間,從而減小受到地面的沖擊力,故選C。課堂反饋4.(動(dòng)量定理的應(yīng)用)將質(zhì)量為m=1kg的小球,從距水平地面高h(yuǎn)=5m處,以v0=10m/s的水平速度拋出,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。求:(1)拋出后0.4s內(nèi)重力對(duì)小球的沖量;(2)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)量的增量Δp;(3)小球落地時(shí)的動(dòng)量p'。

答案:(1)4N·s

方向豎直向下(2)10kg·m/s

方向豎直向下課堂反饋