人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理一等奖教案设计
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上课时间: 年 月 日
题课 | 选择性必修一第一章第二节:动量定理2 ——图像及综合应用 | 课型 | 新 | 课时 | 2-2 | |||
教 学 目 标 | 1.会解决有关动量定理的图像问题。2.会处理流体类、变力类问题。3.会在物体系中用动量定理解决问题。 | |||||||
学习重点 | 图像问题 | |||||||
学习难点 | 处理流体类、变力类问题 | |||||||
教 学 过 程 | ||||||||
教学环节(含备注) | 教 学 内 容 | |||||||
引入新课
课后作业 | 一.引入新课 动量定理的公式及适用范围是什么? 二.进行新课 1.图像问题 例1.一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示,则( ) A.t=1 s时物块的速率为1 m/s B.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s C.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D.t=4 s时物块的速度为零 解析 设t=1 s时物块的速率为v,Ft=mv,得v=1 m/s,A项正确;t=2 s时动量大小p2=2×2 kg·m/s=4 kg·m/s,B项正确;t=3 s时的动量大小p3=2×2 kg·m/s-1×1 kg·m/s=3 kg·m/s,C项错误;t=4 s时物块的动量大小p4=2×2 kg·m/s-1×2 kg·m/s=2 kg·m/s,又p4=mv4,可得t=4 s时物块速度v4=1 m/s,故D项错误。 答案 AB 2.流体类 例2.高压水枪喷口半径为r,射出的水流速度为v,水平地打在竖直煤壁上后速度变为零。设水的密度为ρ,求高速水流对煤壁冲击力的大小。 解析 选取一段水柱为研究对象,m表示Δt时间内的水柱质量,如图所示,在Δt时间内水运动的距离为vΔt,取vΔt长的水柱为研究对象,水柱的横截面积为S,S=πr2,其体积为SvΔt, 则水柱质量为m=ρSvΔt, 这些水在Δt时间内与煤壁作用,设煤壁对水流的支持力为F 由动量定理:FΔt=Δp,以水流的方向为正方向,得FΔt=0-ρSvΔt·v F=-πρr2v2 由牛顿第三定律可知,高速水流对煤壁的冲击力的大小为πρr2v2。 答案 πρr2v2 3变力类问题 例3.物体A和B用轻绳相连,挂在轻质弹簧下静止不动,如图甲所示,A的质量为m,B的质量为M。当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升过程中经某一位置时的速度大小为vA,这时物体B下落的速度大小为vB,如图乙所示。这段时间里,弹簧的弹力对物体A的冲量为多少? 解析 设物体B从绳断开到下落速度为vB的过程所用的时间为t。设以竖直向上为正方向 弹簧的弹力对物体A的冲量为I。对物体A有I-mgt=mvA① 对物体B有-Mgt=-MvB② 由①②式得弹簧的弹力对物体A的冲量为I=mvA+mvB。 答案 mvA+mvB。 4.动量定理与整体法 例4.如图所示,A、B两小物块通过平行于斜面的轻细线相连,均静止于斜面上,以平行于斜面向上的恒力拉A,使A、B同时由静止以加速度a沿斜面向上运动,经时间t1,细线突然断开,再经时间t2,B上滑到最高点,已知A、B的质量分别为m1、m2,细线断后拉A的恒力不变,求B到达最高点时A的速度大小。 解析 由于恒力大小、斜面的倾角及A、B与斜面间动摩擦因数均未知,故分别对A、B运动的每一个过程应用动量定理建立方程时有一定的困难,但若以系统为研究对象,系统合外力为∑F=(m1+m2)a,且注意到,细绳拉断前后,系统所受各个外力均未变化,全过程中,B的动量增量为零,对系统运动的全过程,有 (m1+m2)·a·(t1+t2)=m1vA 解得 故B到达最高点时A的速度大小为。 三.课后作业:见学案【进阶闯关检测】 | |||||||
板书设计 | 动量定理与图像及其综合应用 1.F-t图线与横轴所围的面积即为冲量的大小 2.流体类——微元法;多物体——整体法;变力——等效为平均作用力 | |||||||
课后反思 |
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