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1. 11 第六章動量 第一節(jié)沖量與動量 1.沖量的概念: 1.定義:力以及力與時間的乘積稱為力的沖量。 2、表達(dá)式:I=Ft3。 沖量是矢量:當(dāng)力的方向在作用時間內(nèi)不改變時,沖量的方向與力的方向相同。 4、沖量是反映力對時間累積作用的物理量。 5、沖量單位; N.s6。 沖量是一個過程量 7、沖量與功的區(qū)別:沖量是力對時間的累積效應(yīng),是一個矢量。 功是力對空間的累積效應(yīng),是一個標(biāo)量。 二:動量的概念 1、定義:運動物體的質(zhì)量與速度的乘積稱為動量。 2、表達(dá)式:P=m.v3。 動量是矢量:動量的方向與速度的方向相同。 4、動量是描述運動物體狀態(tài)的物理量。 5.動力增加
2. 量:終態(tài)動量向量與初態(tài)動量向量之差。 ΔP=2-P是向量運算。 在同一條直線上引入正號和負(fù)號可以將向量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。 6 動能與動量的聯(lián)系與區(qū)別 ⑴聯(lián)系:EK=1/2mv2p=mvp2=2mEK ⑵區(qū)別:動能是標(biāo)量,動量是矢量。 尺寸各不相同。 一。 動量定理 1、動量定理的內(nèi)容:合外力的沖量等于物體動量的增量。 112. 數(shù)學(xué)表達(dá); I=P2-P13。 幾點解釋: ⑴ 沖量的單位相當(dāng)于動量的單位 ⑵ F 指合力。 如果 F 是變力,則結(jié)果是力的平均值 2:動量守恒定律 1.動量守恒定律的推導(dǎo):參見課本 2.動量守恒定律的條件:系統(tǒng)不受作用通過外力或系統(tǒng)
3、外力為零,由相互作用的物體(兩個或兩個以上)組成的整體稱為系統(tǒng)。 系統(tǒng)外部物體對系統(tǒng)內(nèi)部物體所施加的力稱為外力,而系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力稱為內(nèi)力。 3. 動量守恒定律的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式: ⑴ 系統(tǒng)不受外力作用(或外力為零)。 系統(tǒng)作用前的總動量等于作用后的總動量,且方向相同。 ⑵m1v10+m2v20=m1v1+m2v24. 動量守恒定律的應(yīng)用: ⑴ 分析:系統(tǒng)由哪些物體組成? 壓力怎么樣? 判斷系統(tǒng)動量是否守恒? 一般分為三種情況:(1)系統(tǒng)不受外力作用或總外力為零。 (ii) 雖然系統(tǒng)所受的總外力不為零,但某一方向上的總外力為零。 朝這個方向
4. 動量仍然守恒 (iii) 雖然系統(tǒng)所受的外力不為零,但系統(tǒng)之間相互的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力。 此時,可以認(rèn)為系統(tǒng)的動量近似守恒。 ⑵ 高中階段涉及的問題都是前向碰撞:所謂前向碰撞是指碰撞前后物體的速度在一條直線上 ⑶ 動量守恒的運算是向量運算,但可以指定正方向來確定交互之前和之后的速度。 每個物體動量的大小和符號,然后將向量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算 11 ⑷ 確定系統(tǒng),仔細(xì)分析物理過程,確定初態(tài)和終態(tài) ⑸ 物體的速度都朝向⑹列出動量守恒方程后解1.彈性碰撞1.彈性碰撞:碰撞過程中不存在永久變形(即碰撞后變形完全恢復(fù)),因此彈性碰撞過程中不存在無機(jī)變形碰撞。
5、機(jī)械能損失。 2.物理場景:光滑的水平面上有兩個小球,質(zhì)量分別為m1和m2。 m2 在水平面上靜止。 m1 以初速度 V0 與 m2 碰撞:嘗試討論碰撞后兩個小球的速度? 3. 物理過程分析:小球的碰撞過程分為兩個階段,⑴壓縮階段,⑵恢復(fù)階段。 前一階段,變形越來越大高中物理動量,m2加速,m1減速。 當(dāng)變形最大時,兩者達(dá)到相同的速度,后期為恢復(fù)階段,變形越來越小。 M2繼續(xù)加速,m1繼續(xù)減速。 當(dāng)變形完全恢復(fù)后高中物理動量,兩者分離,各自進(jìn)行勻速直線運動。 4、根據(jù)動量守恒定律:m1v0=mvv1+m2v21/=1/+1/2
6. = (m1-m2) v0/m1+m2v1=2m1v0/m1+m2 討論:五種情況: 例1:實驗(五個小球) 例2:質(zhì)量為2m的小球,在光滑的水平面上撞擊幾個質(zhì)量為 m 的小球。 討論:會發(fā)生什么? 二。 完全非彈性碰撞 1. 完全非彈性碰撞:碰撞過程中發(fā)生永久變形,損失機(jī)械能,并產(chǎn)生熱量 2. 物理場景:m1 以初速度 V0 撞擊 m2。 結(jié)果,兩個球具有相同的速度。 11 方程:m1v0= (m+M) VQ=1/2mv02-1/2 (m+M) V2 例 3 在光滑的水平面上,一個質(zhì)量為 2kg 的小球與一個原本靜止的球發(fā)生碰撞,球的質(zhì)量為質(zhì)量為3kg,速度為10m/s,則:
7、質(zhì)量為2kg的球碰撞后速度的最小可能值為A.4m/sB.2m/sC.-2m/sD。 零示例 4. 球 B 靜止在光滑的水平表面上。 另一個球A以一定的速度與球B正面碰撞。 當(dāng)A、B的質(zhì)量滿足什么條件時,球B可以獲得最大值:A.動能B.速度C.動量例5.質(zhì)量為m的小球A與靜止的球B正面碰撞質(zhì)量為 2m,在光滑水平面上速度為 v0。 碰撞后,球A的速度變?yōu)樵瓉淼?/3,那么碰撞后,球B的速度可能的值為:A.1/3v0B.-1/3v0C.2/3v0D。 5/3v0 例6、質(zhì)量為M的汽車在平滑的水平地面上以勻速V0向右運動。 當(dāng)汽車陷入泥沙時
8、當(dāng)水流從底部漏斗繼續(xù)流動時,小車的速度將: A.減小; B、不變; C. 增加; D. 無法確定 例 7:教程,第 2 頁 ⑵ 例 8:載人船模型 ⑴ 船的質(zhì)量為 M,人的質(zhì)量為 m,船的長度為 L。開始時人且船靜止,不考慮水的阻力,如果人從船的一端走到另一端,求船的后退距離? (21) 氣球加上梯子的總質(zhì)量為M,人的質(zhì)量為m。 開始 那時人距地面的高度為H。現(xiàn)在人慢慢地沿著梯子走下去。 為了使人安全到達(dá)地面,梯子至少應(yīng)該多長? (3)將質(zhì)量為M的框架放置在水平地面上。 用質(zhì)量為m的木塊將框架壓緊