高中物理课件动量和动量定理.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/14,#,第十六章,第,2,节,新知预习,巧设计,要点一,要点二,要点三,名师课堂,一点通,创新演练,大冲关,随堂检测,归纳小结,课下作业,综合提升,1,理解动量和动量变化的概念。,2,认识冲量的概念，知道冲量是矢量。,3,理解动量定理的确切含义和表达式，,知道动量定理适用于变力。,4,会用动量定理解释现象和处理有关,问题。,1,动量和动量变化量,(1),动量：,定义：物体的,和,的乘积。,表达式：,p,。,单位：,。符号,kgm/s,。,矢量性：方向与,的方向相同，其运算遵守,定则。,质量,速度,m,v,千克,米,/,秒,速度,平行四边形,(2),动量变化量：,定义：物体在某段时间内,与,的矢量差,(,也是矢量,),，,p,(,矢量式,),。,在同一条直线上的动量运算：,选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算,(,此时的正、负号仅代表,，不代表大小,),。,关键一点,只要物体的速度,(,大小、方向,),变化，动量就一定变化，故动量变化量可表示为,m,v,。,末动量,初动量,p,2,p,1,方向,2,动量定理,(1),冲量：,定义：力和力的作用,的乘积。,公式：,I,。,单位：,，符号,。,矢量性：冲量是矢量，其方向与,的方向相同。,(2),动量定理：,内容：物体在一个过程始末的,等于它在这个过程中所受力的,。,公式：,m,v,m,v,Ft,或,p,I,。,时间,Ft,牛顿,秒,Ns,力,动量变化量,冲量,p,(3),动量定理的应用：,碰撞时可产生冲击力，根据动量定理，在动量变化量相同的情况下要增大这种冲击力就要设法,冲击力的作用时间。要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法,其作用时间。,关键一点,同一物体与不同接触面碰撞时，要分析它们的作用力大小，必须在物体的动量变化量相同的条件下考虑作用时间。,减少,延长,1,关于动量的概念，下列说法中正确的是,(,),A,动量大的物体惯性一定大,B,动量大的物体运动得一定快,C,动量相同的物体运动方向一定相同,D,动量相同的物体速度小的惯性大,解析：,根据,p,m,v,可知，选项,A,、,B,错，,D,对；动量是矢量，其方向就是速度的方向，故选项,C,正确。,答案：,CD,2,放在水平面上质量为,m,的物体，用一水平力,F,推它，作,用时间,t,但物体始终没有移动，则这段时间内,F,对物体的冲量为,(,),A,0,B,Ft,C,mgt,D,无法判断,解析：,对于冲量概念应与做功相区分，当有力作用在物体上时，经过一段时间的累积，该力就对物体有冲量。不管物体是否运动，按照冲量的定义，物体受的冲量大小和方向只与,F,有关，大小等于,Ft,，方向与,F,相同，因此,B,项正确。,答案：,B,3,物体受到的冲量越大，则,(,),A,它的动量一定越大,B,它的动量变化一定越快,C,它的动量的变化量一定越大,D,它所受到的作用力一定越大,解析：,由动量定理可知，冲量总是等于物体动量的变化量，与物体的动量无关。选,C,。,答案：,C,4,以初速度,v,0,40 m/s,竖直向上抛出物体，质量为,4 kg,，则,第,2,秒末的动量为,_kgm/s,，第,5,秒末动量为,_kgm/s,，从第,2,秒末到第,5,秒末动量的变化量为,_kgm/s,。,(,g,取,10 m/s,2,，取初速度方向为正方向,),解析：,第,2,秒末的速度,v,2,v,0,gt,2,20 m/s,，则,p,2,80 kgm/s,；第,5,秒末的速度,v,5,v,0,gt,5,10 m/s,，则,p,5,40 kgm/s,2,5,秒内,p,p,5,p,2,120 kgm/s,答案：,80,40,120,答案：,1 100 N,方向竖直向上,1,动量是状态量,进行动量运算时，要明确是哪一个物体在哪一个状态,(,时刻,),的动量。公式,p,m,v,中的速度,v,是瞬时速度。,2,动量是矢量,动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。如果在一条直线上运动，可以选定一个正方向，其正负就容易确定了。,3,动量具有相对性,物体的动量与参考系的选择有关。选不同的参考系时，同一个物体的动量可能不同，通常在不指明的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量。,4,动量的变化量也是矢量,p,p,p,m,v,为矢量表达式，其方向同,v,的方向。分析计算,p,以及判断,p,的方向时，如果物体在一条直线上运动，就能直接选定一个正方向，矢量运算就可以转化为代数运算；当不在同一直线上运动时，应依据平行四边形定则运算。,5,动量和动能的关系,(1),动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，动量是矢量，动能是标量。物体的速度变化时，动量一定变化，但动能不一定变化；物体的动能变化时，速度一定变化，动量一定变化。,1,(2012,北京市朝阳区统考,),物体在运动过程中加速度不,为零，则下列说法正确的是,(,),A,物体速度的大小一定随时间变化,B,物体速度的方向一定随时间变化,C,物体动能一定随时间变化,D,物体动量一定随时间变化,思路点拨,物体的加速度不为零时，速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动的物体。,解析,加速度不为零，说明其速度在变化，速度的改变存在三种情况：速度的方向不变，只是大小在变化,(,动能也变化,),；速度的大小不变，只是方向在变化,(,动能不变,),；速度的大小和方向同时改变,(,动能变化,),。显然，选项,A,、,B,、,C,均错误；动量是矢量，只要速度改变，物体的动量就一定改变，选项,D,正确。,答案,D,物体存在加速度,物体速度,(,大小、方向,),一定变化,动量一定变化,动能不一定变化。,1,对冲量的理解,(1),冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。,(2),冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。,(3),冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。,(4),冲量的单位：冲量与动量的单位关系是,1 Ns,1 kgm/s,。,2,冲量的计算,(1),某个力的冲量：仅由该力的大小和作用时间共同决定，与其他力是否存在及物体的运动状态无关，例如，一个物体受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态，其中每一个力的冲量均不为零。,(2),求合冲量：,如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出。,两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，,I,合,F,1,t,1,F,2,t,2,F,3,t,3,；如果各力的作用时间相同，也可以先求合力，再用,I,合,F,合,t,求解。,(3),变力的冲量可用动量定理求解。,名师点睛,(1),冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。,(2),冲量的计算公式,I,Ft,适用于计算某个恒力的冲量。若力为同一方向上均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算，若力为一般的变力则不能直接计算冲量。,2,如图,16,2,1,所示，一质量,m,3 kg,的物体静止在光滑水平面上，受到与水平方,向成,60,角的力作用，,F,的大小为,9 N,，经,2 s,时间，求：,(,取,g,10 N/kg),(1),物体重力冲量大小；,(2),物体受到的支持力冲量大小；,(3),力,F,的冲量大小；,(4),合外力的冲量大小。,图,16,2,1,答案,(1)60 Ns,(2)44.4 Ns,(3)18 Ns,(4)9 Ns,(1),冲量是描述力对其作用时间的累积效果，力越大，作用时间越长，冲量就越大。,(2),冲量是一个过程量，学习冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体产生的冲量。,(3),某个力的冲量的方向与合力的冲量方向不一定相同。,(3),动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化量的关系，反映了力对时间的累积效应，与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系，物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同，物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系。,(4),动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。不论是变力还是恒力，不论几个力作用时间是同时还是不同时，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用。,2,动量定理的应用,(1),定性解释有关现象：,物体的动量变化量一定时，此时力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小。如：冲床冲压工件时，缩短力的作用时间，产生很大的作用力，而在轮渡码头上装有橡皮轮胎，搬运玻璃等易碎物品时，包装箱内放些碎纸、刨花、塑料等，都是为了延长作用时间，减小作用力。,作用力一定时，此时力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小。如：用铁锤猛击放在某人身上的石板时，石裂而不伤人，就是由于铁锤打击石板的时间极短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，躺着的人才不会受伤害。,(2),定量计算的一般步骤：,确定研究对象，明确运动过程。,进行受力分析，分析确定每个力的冲量，并求出合力的冲量。,选定正方向，确定初、末状态的动量及物体动量的变化量。,根据动量定理列方程求解。,名师点睛,(1),应用动量定理解题时，一定要对物体进行受力分析，明确各个力和合力是正确应用动量定理的前提。,(2),列方程时一定要先选定正方向，严格使用矢量式。,(3),变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。,3,篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，为了检测篮球的性能，某同学多次让一篮球从,h,1,1.8 m,处自由下落，测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为,t,1.3 s,，该篮球第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为,0.5 s,，篮球的质量为,m,0.6 kg,，,g,取,10 m/s,2,。求篮球对地面的平均作用力,(,不计空气阻力,),。,审题指导,篮球的运动分为三个阶段：下落、与地面作用、上升，这三个阶段中篮球的受力情况、运动情况是不尽相同的。,答案,39 N,方向竖直向下,(1),在应用动量定理解题时，一定要对物体认真进行受力分析，不可有力的遗漏；建立方程时要事先选定正方向；对于变力的冲量，往往通过动量定理来计算；只有当相互作用时间,t,极短时，且相互作用力远大于重力时，才可舍去重力。,(2),若物体运动包括几个不同的过程，可对其中的一个阶段应用动量定理列方程，也可以对整个过程应用动量定理列方程，但表达式,I,p,中的,I,与,p,分别与该过程的总冲量与动量变化量相对应。,点击下图进入 随堂检测 归纳小结,点击下图进入 课下作业 综合提升,