广东工业大学：《大学物理》课程教学资源（授课教案）大学物理课程教案（72学时）

大学物理课程教案（8）节授课类型理论课授课时间2一、授课第3章机械运动的守恒定律题目（教3.4力对时间的积累效应学章节或主题）通过本次课的教学，要求学生二、本授（1）掌握力的积累效应一力对时间的积累效应；课单元教（2）掌握质点动量变化与外力的冲量之间的关系一动量定理、动量定理和动学目标或量守恒定律。要求三、本授3.4力对时间的积累效应1、力的冲量课单元教1)冲量若在1,到t2时间内，恒力F作用在质点上，力F与作用时间2-t学内容（包括基的乘积称为力F的冲量，用I表示本内容、重i=F(t,-)点、难点，力的冲量是失量，其方向与力的方向相同。在国际单位制中，冲量的引导学生单位为牛顿秒。当力的大小和方向都随时间改变时，可以将时间间隔分成解决重点无数多的小段dt，在dt时间内，变力F(t)可以看作是不变的，此时，力F(t)难点的方在dt时间内的冲量称为元冲量dl，有法、例题di = Fdt等)：在t,到t,时间内的冲量可表示为[Fdti=合力的冲量为J Fdt-jF)dt=Z(jF,dl)-Zi-2）动量和冲量的区别①.动量是状态量：冲量是过程量，②.动量方向为物体运动速度方向：冲量方向为合外力方向，即加速度方向或速度变化方向。2、动量定理质点的动量定理建立起过程量冲量与状态量动量之间的关系。1）质点的动量定理根据牛顿第二定律F_Φ_d(m)dtd有Fdt= d(m))= dp这里P是质点的动量。上式表明：在dt时间内质点所受合外力的冲量等于同一时间内质点动量的增量，这个关系称为质点的动量定理。2）利用动量定理解题确定研究对象，分析运动过程

大学物理 课程教案（8） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 3 章 机械运动的守恒定律 3.4 力对时间的积累效应 二、本授 课单元教 学目标或 要求 通过本次课的教学，要求学生 （1）掌握力的积累效应—力对时间的积累效应； （2）掌握质点动量变化与外力的冲量之间的关系—动量定理、动量定理和动 量守恒定律。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： 3.4 力对时间的积累效应 1、力的冲量 1) 冲量 若在 1 t 到 2 t 时间内，恒力 F 作用在质点上，力 F 与作用时间 12 − tt 的乘积称为力 F 的冲量，用 I 表示 )( 12 −= ttFI  力的冲量是矢量，其方向与力的方向相同。在国际单位制中，冲量的 单位为牛顿秒。当力的大小和方向都随时间改变时，可以将时间间隔分成 无数多的小段 dt ，在 dt 时间内，变力 tF )( 可以看作是不变的，此时，力 tF )( 在 dt 时间内的冲量称为元冲量 dI ，有 FId dt  = 在 1 t 到 2 t 时间内的冲量可表示为 FI dt t t   = 2 1 合力的冲量为  ==  =  = i t t i t t i t t FI dt F dt F dt I    )()( 2 1 2 1 2 1 2) 动量和冲量的区别 ①.动量是状态量； 冲量是过程量， ②.动量方向为物体运动速度方向；冲量方向为合外力方向，即加速 度方向或速度变化方向。 2、动量定理 质点的动量定理建立起过程量冲量与状态量动量之间的关系。 1）质点的动量定理 根据牛顿第二定律 dt vmd dt pd F )(   == 有 Fdt pdvmd   )( == 这里 P 是质点的动量。上式表明：在 dt 时间内质点所受合外力的 冲量等于同一时间内质点动量的增量，这个关系称为质点的动量定理。 2）利用动量定理解题 确定研究对象，分析运动过程； 广东工业大学

受力分析；规定正向，确定始末两态的动量Po、P；应用定理列方程求解。必要时进行讨论。例击球手用棒打击速率为v0=20m/s水平飞来的垒球，球飞到竖直上方10m处。已知球的质量m=0.3kg，若棒与球接触时间为0.02S，7求球受到的平均冲力多大？解略3）质点系的动量定理FFomdt= p,-p.f2fi2表明：质点系在一段时间内动量的增量等Fm2于质点系所受合外力在这段时间内的冲量。m强调内力不改变质点系的动量例3.8，习题册0395，0769教学重点：力对时间的积累效应一冲量：动量定理。教学难点：质点系的动量定理和动量守恒定律。引导学生解决重点难点的方法：结合事例来解释冲量和动量。通过分析例题、并进行讨论使学生掌握动量定理和动量守恒定律。四、本授主要以举例为主，以深化动量的概念和如何利用动量定理解题。课单元教学手段与方法五、本授习题册0068，5039，0376课单元思考题、讨论题、作业六、本授参考书：1、《大学物理练习题汇编》2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003：课单元参3、程守江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995；考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出）

受力分析； 规定正向，确定始末两态的动量 P0、P； 应用定理列方程求解。必要时进行讨论。 例 击球手用棒打击速率为 v0=20m/s 水平 飞来的垒球，球飞到竖直上方 10m 处。已知球 的质量 m=0.3kg，若棒与球接触时间为 0.02S， 求球受到的平均冲力多大？ 解: 略 3）质点系的动量定理 12 2 1 Foutdt pp t t   −=  表明：质点系在一段时间内动量的增量等 于质点系所受合外力在这段时间内的冲量。 强调内力不改变质点系的动量 例 3.8，习题册 0395，0769 教学重点：力对时间的积累效应—冲量；动量定理。 教学难点：质点系的动量定理和动量守恒定律。 引导学生解决重点难点的方法：结合事例来解释冲量和动量。通过分析例题、 并进行讨论使学生掌握动量定理和动量守恒定律。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 主要以举例为主，以深化动量的概念和如何利用动量定理解题。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 习题册 0068，5039，0376 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 F F f f1 m m 广东工业大学

大学物理课程教案（9）授课类型理论课授课时间2节一、授课第3章机械运动的守恒定律题目（教3.5动量守恒定律学章节或3.6质心质心运动定律主题）二、本授掌握质点系的动量守恒定律，正确熟练地判断动量守恒的条件，并能熟练地运用动量、动量守恒定律解决一些力学问题。了解质心和质心运动定律课单元教学目标或要求三、本授3.5动量守恒定律1、动量守恒定律课单元教由质点系动量定理学内容（包括基Fomdt=p,-p本内容、重f点、难点,若F=0可以得到引导学生解决重点p,-P,=const难点的方即质点系所受合外力为零的条件下，质点系的总动量不变，这个结论称为动法、例题量守恒定律等)：系统的动量守恒是指系统的总动量不变，系统内任一物体的动量是可变的，各物体的动量必相对于同一惯性参考系；守恒条件合外力为零F=0。当F<<F时，可略去外力的作用，近似地认为系统动量守恒，例如在碰撞，打击，爆炸等问题中；动量是量。系统动量守恒是指质点系内各质点动量的失量和不变。动量守恒定律的应用举例例：质量为M，长为L的平板车停在平直的轨道上，一质量为m的人以时快时慢的不规则速率从车头走到车尾，问平板车相对轨道移动了多长距离？设平板车与轨道之间的摩擦可0+do以忽略。解：略。发时m+dmf+dt火箭推进原理。在火箭发射过程中，燃料不断燃烧变成yt热气体，并以高速从火箭尾部向后喷出，因而推动火箭-dm向前作加速运动。设火箭在外层空间飞行，火箭在to时1刻的速度为1o：火箭（包括燃料）的总质量为Mo：热气0体相对火箭的喷射速度为u，而燃料用尽后的火箭质量为M，求火箭在全部燃料用完时所获得的速度v。m2.质心质点系的质量中心。一般由n个质点组成的质点系，质心的三个坐标为火箭推进原理

大学物理 课程教案（9） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 3 章 机械运动的守恒定律 3.5 动量守恒定律 3.6 质心 质心运动定律 二、本授 课单元教 学目标或 要求 掌握质点系的动量守恒定律，正确熟练地判断动量守恒的条件，并能熟练地运 用动量、动量守恒定律解决一些力学问题。了解质心和质心运动定律 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： 3.5 动量守恒定律 1、 动量守恒定律 由质点系动量定理 12 2 1 Foutdt pp t t   −=  若 = 0 Fout  可以得到 12 =− constpp  即质点系所受合外力为零的条件下，质点系的总动量不变，这个结论称为动 量守恒定律 系统的动量守恒是指系统的总动量不变，系统内任一物体的动量是可变 的, 各物体的动量必相 对于同一惯性参考系 ； 守恒条件 合外力为零 = 0 Fout  。当 out FF inner   时，可 略去外力的 作用, 近似地认为系统动量守恒. 例如在碰撞, 打击, 爆炸等问题中；动量是 矢量。系统动量守恒是指质点系内各质点动量的矢量和不变。 动量守恒定律的应用举例 例：质量为 M，长为 L 的平板车停在平 直的轨道上，一质量为 m 的人以时快时 慢的不规则速率从车头走到车尾，问平板 车相对轨道移动了多长距离？设平板车 与轨道之间的摩擦可 以忽略。 解：略。 火箭推进原理。在火箭发射过程中，燃料不断燃烧变成 热气体，并以高速从火箭尾部向后喷出，因而推动火箭 向前作加速运动。设火箭在外层空间飞行，火箭在 t0 时 刻的速度为 v0，火箭（包括燃料）的总质量为 M0，热气 体相对火箭的喷射速度为 u，而燃料用尽后的火箭质量 为 M，求火箭在全部燃料用完时所获得的速度 v。 2. 质心 质点系的质量中心。一般由 n 个质点组成的质点系， 质心的三个坐标为 火箭推进原理 发 射 前 发 射 广东工业大学 后

N≥mSmym2idm本=三J=el2=Emmm质量连续分布的系统的质心位置xdm[ydmzdm1x.Ycmmm例已知一半圆环半径为R，质量为M。求它的质心位置。解：略。3质心运动定律Fom = md(2)=madt表明：质点系的质量与其质心加速度的乘积等于作用在质点系上所有外力的矢量和，称为质心运动定律。教学重点：质点系的动量守恒定律，教学难点：正确熟练地判断动量守恒的条件，熟练地运用动量、动量守恒定律解决一些力学问题。引导学生解决重点难点的方法：主要以举例为主，以深化理解动量守恒的条件。四、本授结合事例来解释动量守恒。通过分析例题、并进行讨论使学生掌握动量守恒定律的应用。课单元教学手段与方法五、本授习题册0068，5039，0376课单元思考题、讨论题、作业六、本授参考书：1、《大学物理练习题汇编》2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003；课单元参3、程守江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995；考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出）

质量连续分布的系统的质心位置 例 已知一半圆环半径为 R，质量为 M。求它的质心位置。 解：略。 3 质心运动定律 c c out am dt md v F    == )( 表明：质点系的质量与其质心加速度的乘积等于作用在质点系上所有外力的 矢量和，称为质心运动定律。 教学重点：质点系的动量守恒定律， 教学难点：正确熟练地判断动量守恒的条件，熟练地运用动量、动量守恒定 律解决一些力学问题。 引导学生解决重点难点的方法：主要以举例为主，以深化理解动量守恒的条 件。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 结合事例来解释动量守恒。通过分析例题、并进行讨论使学生掌握动量守 恒定律的应用。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 习题册 0068，5039，0376 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 m xdm xc  = m ydm yc  = m zdm zc  = m xm x N i ii c = = 1 m ym y N i ii c = = 1 m zm z N i ii c = = 1 广东工业大学

大学物理课程教案（10）节授课类型理论课授课时间2一、授课第3章机械运动的守恒定律题目（教3.7质点的角动量和角动量守恒学章节或3.8对称性与守恒定律主题）二、本授要求理解角动量的概念、掌握和应用角动量定理和角动量守恒解题。课单元教学目标或要求三、本授3.7质点的角动量和角动量守恒1.质点的角动量和力矩课单元教1）质点的角动量学内容定义质点m对参考点o的角动量为rAL（包括基与p的叉积本内容、重i=rxp点、难点，25引导学生角动量是一个矢量，其大小为2解决重点i=rpsinの，为r和p的夹角，其方难点的方向为叉积×p的方向。在国际单位制中，角动量的单位为千克平方米每秒。法、例题2)力矩等）：di=rxFAMdtR是力F的作用点对参考点O的位失，称R为力F对参考点O的力矩，用M表示，即M=rxFdi-力矩M是个矢量，它的大小为M=rFsinα，它的方向为矢量r和力F的叉积方向。在国际单位制中，力矩的单位为牛顿米。2.质点的角动量定理M-didt表明：作用于质点的合力对参考点的力矩等于质点对该参考点的角动量随时间的变化率。Mdt = dLMdt为力矩M与作用时间dt的乘积，称为冲量矩。上式两边积分[Mdt = L, -L,表明：对同一参考点，质点所受合外力的冲量距等于质点角动量的增量，叫做质点的角动量定理。例题，习题册0374，06343.质点的角动量守恒定律当M=0时，有L=r×p=const

大学物理 课程教案（10） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 3 章 机械运动的守恒定律 3.7 质点的角动量和角动量守恒 3.8 对称性与守恒定律 二、本授 课单元教 学目标或 要求 要求理解角动量的概念、掌握和应用角动量定理和角动量守恒解题。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： 3.7 质点的角动量和角动量守恒 1. 质点的角动量和力矩 1 ) 质点的角动量 定义质点 m 对参考点 o 的角动量为 r 与 p 的叉积 prL   = 角 动 量 是 一 个 矢 量 ， 其 大 小 为 L = rpsin  ， 为 r 和 p 的夹角，其方 向为叉积 pr   的方向。在国际单位制中，角动量的单位为千克平方米每秒。 2)力矩 Fr dt Ld    = R 是力 F 的作用点对参考点 O 的位矢，称 为力 F 对参考点 O 的力矩，用 M 表示，即 FrM    = 力 矩 M 是 个 矢 量 ， 它 的 大 小 为 M = rF sin ，它的方向为矢量 r 和力 F 的叉 积方向。在国际单位制中，力矩的单位为牛顿米。 2. 质点的角动量定理 dt Ld M   = 表明：作用于质点的合力对参考点的力矩等于质点对该参考点的角动量随 时间的变化率。 Mdt Ld  = Mdt  为力矩 M 与作用时间 dt 的乘积，称为冲量矩。上式两边积分 12 2 1 Mdt LL t t  −=  表明：对同一参考点，质点所受合外力的冲量距等于质点角动量的增量， 叫做质点的角动量定理。 例题，习题册 0374，0634 3. 质点的角动量守恒定律 当 M = 0  时，有 == constprL    p m O r L M d  F P r O 广东工业大学