第01節(jié) 物體的碰撞1

選修3-5 第一章 學(xué)案1 動量、動量變化量&沖量 班級 姓名 學(xué)號 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 知道動量與動量引入的必要性，會計(jì)算一維情況下的動量變化量； 2. 知道沖量與沖量引入的必要性，會正確理解F-t圖面積的物理意義； 3. 初步理解動量定理。 【自主學(xué)習(xí)】 1．動量(1)定義:物體的 質(zhì)量 與 速度 的乘積，即p＝ mv . (2)單位:動量的國際制單位是 千克米每秒 ，符號是 kgm/s . (3)方向:動量是 矢 量，它的方向與 速度 的方向相同． 2．動量的變化量 （1）定義：物體在某段時間內(nèi) 末動量 與 初動量 的矢量差(也是矢量)，Δp＝ m Δv （2）動量矢量始終保持在一條直線上時的動量運(yùn)算：選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡化為 代數(shù) 運(yùn)算(此時的正、負(fù)號僅表示方向，不表示大小)． 3.沖量（1）定義：力與其作用時間的乘積；（2）單位： 牛秒 ，符號是 NS ；（3）公式：I=F（t’-t）；(4)方向與力的方向相同；（5）物理意義：反映力的作用對 時間 的積累效應(yīng)。 4. 動量定理的表達(dá)式： 。 【課堂學(xué)習(xí)】 一．物理量的引入及其必要性 1.觀察牛頓擺擺球之間的碰撞過程，尋找系統(tǒng)守恒物理量。 2.茶杯從手中跌落到怎樣材質(zhì)的表面上才不致于摔破?你有想過原因嗎？你還能聯(lián)系到生活中的哪些實(shí)例。 【總結(jié)】:引入的物理量： 動量、動量變化量、沖量 動量定理: 二．動量及相互作用過程中的動量變化量、動能變化量 【例1】質(zhì)量為0.2 kg的小球豎直向下以4 m/s的速度落至水平地面，落地前小球的動量為_ -0.8_kg·m/s，落地碰撞后以4 m/s的速度反向彈回，彈回時小球的動量為_0.8 _kg·m/s。取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前后的動量變化量為__1.6__kg·m/s. 碰撞前后撞擊力的沖量 大于1.6 kg·m/s，動能變化量為__0_ J。 【拓展】在實(shí)際的碰撞過程中往往不同時刻的作用力大小是不相等的，比如有如下F-t圖。 F t 0 1.圖線表示碰撞極短過程中的相互作用力隨時間如何變化？ 力隨時間迅速增大，隨后又迅速減少，碰撞過程極短，作用力很大 2.陰影部分面積有什么物理意義? 力對某一物體產(chǎn)生的沖量，也等于這一物體在碰撞過程中動量的變化量 三．動量定理的理解 【例2】在上述問題中，若精確測得小球與地面的作用時間為0.2 s，則小球受到地面的平均作用力大小為__10__N(取g＝10 m/s2)． 【例3】一質(zhì)量m=1kg的物體從離一松軟沙地地面高H=5m處自由下落，空氣阻力不計(jì),落地后能陷入沙地的深度h=0.2m。求: （1）物體陷入沙地過程中沙地對物體的平均阻力大??；（2）整個過程物體機(jī)械能損失了多少。 mg(H+h)-Fh=0 得：F=260N ΔE=520J為減少的重力勢能 【變式】若將條件改為陷入沙地的過程時間已知 t=0.04s，再求F； (mg-F)t=0-mv 得F= - 260N 【課堂檢測】1.判斷下列說法的對錯 (1)物體的質(zhì)量越大，動量一定越大( )；(2)物體的動量相同，其動能一定也相同( ) (3)沖量是矢量，其方向與力的方向相同( √ )；(4)力越大，力對物體的沖量越大( ) (5)若物體在一段時間內(nèi),其動量發(fā)生了變化,則物體在這段時間內(nèi)的合外力一定不為零( √ ) (6)物體做勻速圓周運(yùn)動時，其動量是否變化（ 是 ） 2．假定一個質(zhì)量為m的物體，初速度為v，在合力F(恒力)的作用下，經(jīng)過一段時間Δt后，速度變?yōu)関′,試從牛頓第二定律出發(fā)，求這一過程中m、v、v′、F、Δt的關(guān)系． 【課后作業(yè)】例3中以10m/s初速豎直向上拋出，經(jīng)3S落地，其它條件不變，求第（1）問.【課后反思】 F =512.5 N .