人教版高中物理-动量和动量定理ppt.ppt

第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律第二节 动量和动量定理是状态量是状态量一、动量一、动量1 1、概念：、概念：在物理学中，物体的质量在物理学中，物体的质量m 和速度和速度v的乘积叫做动量。的乘积叫做动量。2 2、定义式：、定义式：P=mv3 3、单位：、单位：千克米每秒，符号是千克米每秒，符号是kg m/s4 4、对动量的理解：、对动量的理解：（2 2）瞬时性：）瞬时性：（1 1）矢量性：）矢量性：运算遵循平行四边形定则运算遵循平行四边形定则,动量方向与动量方向与速度方向相同速度方向相同（3 3）相对性：）相对性：物体的动量与参考系的选择有关物体的动量与参考系的选择有关若速度变化若速度变化,EEk k可能为零可能为零kgm2/s2 （J）标标量量Ek=mv2/2动能动能若速度变化若速度变化,则则pp一定不为零一定不为零kgm/s（NS）矢矢量量p=mv动量动量 动量与动能有什么区别？动量与动能有什么区别？动量与动能间定量关系：动量与动能间定量关系：思考与讨论思考与讨论（都是状态量）（都是状态量）动量的变化动量的变化 p p 1 1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p p 跟初状态的动量跟初状态的动量p p的矢量差，称为动量的变的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即化（或动量的增量），即 2 2、动量变化的三种情况：、动量变化的三种情况：大小改变大小改变方向改变（方向改变（p p的方向与的方向与 V V的方向相同的方向相同）大小和方向都改变。大小和方向都改变。p p=p-pp-pP PPP 不不在在同同一一直直线线上上的的动动量量变变化化的的运算，遵循平行四边形定则：运算，遵循平行四边形定则：PPP PPPPP也称三角形法则：从初动量的末端也称三角形法则：从初动量的末端指向末动量的末端指向末动量的末端动量的变化动量的变化动量的变化动量的变化 p p笛卡儿最先提出了动量具有守恒性笛卡儿最先提出了动量具有守恒性的思想，把物体的质量与速率的乘的思想，把物体的质量与速率的乘积叫做动量。积叫做动量。1668年，惠更斯在年，惠更斯在关于碰撞对物关于碰撞对物体运动的影响体运动的影响一文中，明确指出一文中，明确指出了动量的方向性和守恒性。了动量的方向性和守恒性。牛顿用质量与速度的乘积定义动量，牛顿用质量与速度的乘积定义动量，表述了动量的方向性及守恒关系。表述了动量的方向性及守恒关系。有关史实有关史实例题例题1 1一个质量是一个质量是0.1kg0.1kg的钢球，以的钢球，以6m/s6m/s的速度水平的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以沿着同一直线以6m/s6m/s的速度向左运动，碰撞的速度向左运动，碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？动量变化了多少？正方向正方向注意：动量是矢量，解决此类问题都要首先注意：动量是矢量，解决此类问题都要首先选取正方向。本题选向右为正方向。选取正方向。本题选向右为正方向。碰前：碰前：碰后：碰后：动量的变化：动量的变化：动量的变化p是矢量，求得的数值为负值，表示p的方向与坐标轴的方向相反，即p的方向水平向左。练习练习1 1 一个质量是一个质量是0.2kg0.2kg的钢球，以的钢球，以2m/s2m/s的速度水平的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以着同一直线以2m/s2m/s的速度水平向左运动，碰撞前的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？后钢球的动量有没有变化？变化了多少？vv二、用动量概念表示牛顿第二定律二、用动量概念表示牛顿第二定律 假设物体假设物体m受到恒力受到恒力F的作用，做匀变速直的作用，做匀变速直线运动。在时刻线运动。在时刻t物体的物体的初速度为初速度为v，在时刻在时刻t的的末速度为末速度为vF请同学们自己推导请同学们自己推导(3分钟分钟)牛顿第二定律的另一种表达方式：牛顿第二定律的另一种表达方式：F=P/t表示：物体动量的变化率等于它表示：物体动量的变化率等于它所受到的力所受到的力三、动量定理三、动量定理 1、冲量、冲量（1 1）冲量：力与力的作用时间的乘积）冲量：力与力的作用时间的乘积（2 2）表达式：）表达式：I=FtI=Ft（3 3）单位：）单位：N.sN.s（4 4）物理意义：反映了力的作用对时）物理意义：反映了力的作用对时间的积累效应，是过程量间的积累效应，是过程量（5 5）方向：冲量是矢量，恒力的冲量）方向：冲量是矢量，恒力的冲量与力的方向相同与力的方向相同例例2 2、放在水平面上质量为、放在水平面上质量为m m的物体，的物体，用一水平力用一水平力F F推它推它t t秒，但物体始终没秒，但物体始终没有移动，则这段时间内有移动，则这段时间内F F对物体的冲量对物体的冲量为（为（）A A、0 B0 B、FtFtC C、mgt mgt D D、不能确定不能确定F2 2、动量定理、动量定理 1 1、内容：物体在一个过程始末的动量变化、内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量量等于它在这个过程中所受力的冲量 2 2、表达式：、表达式：或或或或 3 3、加深理解：、加深理解：1 1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；2 2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；）表明合外力的冲量是动量变化的原因；3 3）动量定理是矢量式：合外力的冲量方向与）动量定理是矢量式：合外力的冲量方向与物体动量变化的方向物体动量变化的方向/速度变化的方向相同速度变化的方向相同4 4、动量定理的适用范围动量定理的适用范围动量定理的适用范围动量定理的适用范围1 1、适用于、适用于恒力，也恒力，也适用于变力适用于变力（理解为力的平均值）（理解为力的平均值）2 2 2 2、直线运动、曲线运动均适用直线运动、曲线运动均适用直线运动、曲线运动均适用直线运动、曲线运动均适用；3 3 3 3、适用于、适用于、适用于、适用于宏观低速物体，也适用于宏观低速物体，也适用于宏观低速物体，也适用于宏观低速物体，也适用于微观高速微观高速微观高速微观高速物体物体物体物体。动量定理的优点：不考虑中间过程动量定理的优点：不考虑中间过程，只只考虑初末状态。考虑初末状态。（1 1）确定研究对象：一般为单个物体）确定研究对象：一般为单个物体 （2 2）明确研究过程，对研究对象进行受力分析；）明确研究过程，对研究对象进行受力分析；（3 3）选定正方向；）选定正方向；（4 4）找出物体的初末状态并确定相应的动量；）找出物体的初末状态并确定相应的动量；（5 5）根据动量定理列方程求解）根据动量定理列方程求解；运用动量定理解题步骤：运用动量定理解题步骤：例题例题3 3：一个质量为一个质量为0.180.18的垒球，以的垒球，以2525 m/sm/s的水平的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为回，速度的大小为4545m/sm/s，设球棒与垒球的设球棒与垒球的作用时间为作用时间为0.010.01s s，球棒对垒球的平均作用球棒对垒球的平均作用力有多大？力有多大？I I和和PP可以互求，当力为恒力时往往用可以互求，当力为恒力时往往用FtFt来求；当力为变力是，只能用来求；当力为变力是，只能用PP来求。来求。动量定理解释生活现象动量定理解释生活现象P P一定，一定，t t短则短则F F大，大，t t长则长则F F小；小；由由Ft=PFt=P可知：可知：t t一定，一定，F F大则大则P P大，大，F F小则小则P P小；小；F F一定，一定，t t长则长则P P大，大，t t短则短则P P小。小。缓冲装置缓冲装置在动量变化一定在动量变化一定的情况下的情况下,如果如果需要增大作用力需要增大作用力,必须缩短作用时必须缩短作用时间间.如果需要减如果需要减小作用力小作用力,必须必须延长作用时间延长作用时间-缓冲作用缓冲作用.包装用的泡沫材料苹果的包装泡沫网船沿上的废旧轮胎摩托车帽里的衬垫应用举例应用举例 用用锤锤子子使使劲劲压压钉钉子子，很很难难把把钉钉子子压压入木块中去；入木块中去；如如果果用用锤锤子子以以一一定定的的速速度度敲敲钉钉子子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？钉子就很容易钻入木块，这是为什么？例例3 3、如图所示，把重物、如图所示，把重物G G压在纸带上，用一水平压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动；若迅速拉力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动；若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这种现象动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这种现象的正确说法是（的正确说法是（）A A、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大B B、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小C C、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小GF小结：动量定理：合外力的冲量等于物体的动量变化动量定理在生产生活中有广泛的应用作业：作业：蹦床是运动员在一张绷紧的弹性蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为运动项目。一个质量为6060kgkg的运动员，的运动员，从离水平网面从离水平网面3.23.2m m高处自由下落，着高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.05.0m m高处。已知运动员与网接触的时间为高处。已知运动员与网接触的时间为1.21.2s s。求这段时间内网对运动员的平求这段时间内网对运动员的平均作用力。（均作用力。（g g取取1010m/sm/s2 2)