1、沖量和動量、動量定律沖量和動量、動量定律學案示例一、教學目標1理解和掌握沖量的概念，指出沖量的矢量性。2理解和掌握動量的概念，指出動量的矢量性，并能正確估算維空間內物體動量的變化。3學習動量定律，理解和掌握沖量和動量轉變的關系。二、重點、難點剖析有了力、時間、質量和速率的概念，為何還要引入沖量和動量的概念？理解沖量、動量的概念。理解動量定律的內容和物理表達式。沖量和動量都是矢量，使用這兩個化學量時要留心方向性。三、主要教學過程（一）引入新課力是物體對物體的作用。力f對物體作用一段時間t，力f和所用時間t的乘積有哪些數學意義？質量是物體慣性的量度，是物體內在的屬性。速
2、度是物體運動的外部特點。物體的質量與它運動速率的乘積有哪些數學意義？這就是我們要講的沖量和動量。四、教學過程設計1沖量力是形成加速度的原由。如果有恒力f，作用在質量為m、靜止的物體上，經過時間t，會形成哪些療效呢？由ft=mat=mv看出，力與時間的乘積ft越大，靜止的物體獲得的速率v就越大；ft越小，物體的速率就越小。由公式看出，如果要使靜止的物體獲得肯定的速率v，力大，所用時間就短；力小動量定理和沖量定理的關系，所用時間就長一些。力和時間的乘積在轉變物體運動狀態方面，具有肯定的數學意義。明晰：力f和力作用時間t的乘積，稱作力的沖量。用i表示沖量，i=ft。寫出：i=ft力的國際單位是牛，時間的
3、國際單位是秒，沖量的國際單位是牛·秒，國際符號是n·s。寫出：（l）單位：n·s力是矢量，既有大小，又有方向；沖量也既有大小，又有方向。沖量也是矢量。寫出：(2)沖量是矢量沖量的方向由力的方向確定。如果在力的作用時間內，力的方向保持不變，則力的方向就是沖量的方向。如果力的方向在不斷變化，如一繩拉一物體做圓周運動，則繩的拉力在時間t內的沖量，就不能說是力的方向就是沖量的方向。對于方向不斷變化的力的沖量，其方向可以通過動量變化的方向間接得出。學習過動量定律后，自然也都會明白了。說明：估算沖量時，肯定要留心估算的是一個力的沖量，還是合力的沖量。例1：以初速率
4、v0。豎直向下拋出一物體，空氣阻力不行忽略。關于物體遭到的沖量，以下說法中正確的是a物體上升階段和下落階段遭到重力的沖量方向相反b物體上升階段和下落階段遭到空氣阻力沖量的方向相反c物體在下落階段遭到重力的沖量小于上升階段遭到重力的沖量d物體從拋出到返回拋出點，所受各力沖量的總和方向向上剖析：物體在整個運動中所受重力方向都向上，重力對物體的沖量在上升、下落階段方向都向上，選項a錯。物體向下運動時動量定理和沖量定理的關系，空氣阻力方向向上，阻力的沖量方向也向上。物體下落時阻力方向向下，阻力的沖量方向向下。選項b正確。在有阻力的狀況下，物體下落的時間t2比上升時所用時間t1大。物體下落階段重力的沖量mgt2大
5、于上升階段重力的沖量mgt1，選項c正確。在物體上拋的整個運動中，重力方向都向上。物體在上升階段阻力的方向向上，在下落階段即使阻力的方向向下，但它比重力小。在物體從拋出到返回拋出點整個過程中，物體遭到合力的沖量方向向上，選項d正確。綜上所述，正確選項是b、c、d。要留心的是，沖量和力的作用過程有關，沖量是由力的作用過程確定的過程量。2動量運動物體與另一個物體發生作用時，作用的療效是由速率準備，還是由質量準備，還是由質量和速率共同準備？提出問題：以10m/s的速率運動的球，能不能用頭去頂？回答是：籃球，才能去頂；標槍，則不能。質量20g的小物體運動過來，能不能用手去接？回答是：
6、速度小，能夠去接。速率大，如炮彈，就不能。在回答前面問題的基礎上，可歸納出：運動物體作用的療效，它的動力學特點由運動物體的質量和速率共同準備。明晰：運動物體的質量和速率的乘積叫動量。動量一般用字母p表示。寫出：p=mv質量的國際單位是千克，速率的國際單位是米每秒。動量的國際單位是千克米每秒，國際符號是km·m·s-1。寫出：（l）單位：kg·m·s-1質量均為m的兩個物體在水平面上都是由西向東運動，同時撞到一個靜止在水平面上的物體，靜止的物體將向東運動。如果這兩個物體一個由東向北，一個由西向東運動，同時撞到靜止在水平面上的物體，這個物體可能還
7、靜止不動。可見動量除了有大小，并且還有方向。動量是矢量，動量的方向由速率方向確定。寫出：（2）動量是矢量，動量的方向就是速率的方向。動量是矢量，在討論動量轉變時，肯定要留心方向。如果物體沿直線運動，動量的方向可用正、負號表示。例2：質量為m的小球以水平速率v垂直撞到豎直墻面上后，以相同的速率大小大跌回去。求小球撞擊墻上前后動量的變化。解：取大跌后速率的方向為正方向。碰后小球的動量p'=mv。碰前速率v的方向與規定的正方向反向，為負值。碰前動量p=-mv。小球動量的轉變大小為p'p=mv-(-mv)=2mv小球動量轉變的方向與大跌后小球運動方向同向。3動量定律
8、在上面講沖量時，早已得出ft=mv的關系。這說明物體在沖量作用下，靜止的物體動量變化與沖量的關系。沖量和動量之間雖然有哪些關系？在恒力f作用下，質量為m的物體在時間t內，速率由v變化到v'。根據牛頓第二定理，有f=ma式中f為物體所受外力的合力。方程兩側同乘時間t，ft=mat=mv'-mv多項式右側是物體遭到全部外力合力的沖量，用i表示。mv和mv'是沖量作用前、作用后的動量。分別用p和p'表示。p'-p是物體動量的轉變，又叫動量的增量。方程的數學意義是：物體動量的轉變，等于物體所受外力沖量的總和。這就是動量定律。用公式表示：寫出：i=p'
9、;-p例3：質量2kg的鐵塊與水平面間的動磨擦質數=0.2，鐵塊在f=5n的水平恒力作用下由靜止開頭運動。g=10m/s2，求恒力作用鐵塊上10s末物體的速率。解法1：恒力作用下的鐵塊運動中共遭到豎直向上的重力mg，水平面對上的支持力n，沿水平方向的恒力f和磨擦力，如圖所示。鐵塊運動的加速度鐵塊運動10s的速率vt=at=0.5×10m/s=5m/s解法2：鐵塊的受力剖析同上。在10s內鐵塊所受合力的沖量i=ft-ft。鐵塊初速率是零，10s末速率用v表示。10s內鐵塊動量的轉變就是mv。根據動量定律i=mv，10s末鐵塊的速率兩種解法相比較，顯著借助動量定律比較簡約
10、。動量定律可以通過牛頓第二定理和速率公式推論下來，繞開了加速度的環節。用動量定律處理和時間有關的力和運動的問題時就比較便利。（三）課堂小結1力和時間的乘積，或則說力對時間累積的療效叫沖量。力是轉變物體運動狀態的原因，沖量是轉變物體動量的原因。動量是描述運動物體力學特點的化學量，是化學學中相當重要的概念。這一概念是單一的質量概念、單一的速率概念難以取代的。2動量定律反映了物體遭到全部外力的沖量總和和物體動量的轉變在數值和方向上的等值同向關系。3沖量、動量都是矢量，動量定律在使用時肯定要留心方向。物體只在一維空間中運動，各力也都在同一直線時，動量、沖量的方向可用正、負號表示。五、說明運動具有相對性。動量也具有相對性。在學校階段，我們只爭辯以地面為參照系的動量。6