动量和动量定理(1).ppt

1.1 动量和动量定理,同样质量的竹箭,一支用弓射出,而另一支用手掷,哪一支穿透本领大?,质量相同 速度不同,一个物体对另一个物体的作用本领与物体 的速度有关。,思考:一个物体对另一个物体的作用本领与哪些物理量有关?,足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？那么如果以相同速度飞过来一个铅球呢？,速度相同 质量不同,一个物体对另一个物体的作用本领与物体的质量有关。,结论:,一个物体对另一个物体的作用本领不仅与物体的质量有关还和物体的速度有关。,在物理学中什么叫动量？它的单位是什么？你是怎样理解动量这个概念？,是状态量。,一、动量,1、概念：,在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。,2、定义式：,p= m v,3、单位：,千克米每秒，符号是kg m/s,4、对动量的理解：,（2）瞬时性,（1）矢量性,运算遵循平行四边形定则,（3）相对性,物体的动量与参考系的选择有关,阅读教材回答下列问题,讨论一下动量和动能的关系,1.动量和动能都是描述物体运动状态的物理量。,2.动量是矢量，动能是标量,动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化,3.定量关系,动量发生变化,速度大小改变方向不变,速度大小不变方向改变,速度大小和方向都改变,动能改变,动能改变,动能不变,试讨论以下几种运动的动量变化情况。,物体做匀速直线运动,物体做自由落体运动,物体做平抛运动,物体做匀速圆周运动,动量大小、方向均不变,动量方向不变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小不变,若速度变化, Ek可能为零,kgm2/s2 （J）,标量,Ek= mv2/2,动能,若速度变化, 则p一定不为零,kgm/s （NS）,矢量,p=mv,动量,动量与动能有什么区别？,动量与动能间量值关系：,思考与讨论,例1两小球的质量分别是m1和m2，且m1=2m2，当它们的动能相等时，它们的动量大小之比是 .,二、动量的变化 1.定义：物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化. 2.表达式：P=P2-P1=mv. 说明： 动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与v的方向相同. 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量.,1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s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？方向如何？,课堂练习,上,2、质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰撞时间极短，离地时速率为v2，在碰撞过程中，钢球动量变化为多少？,课堂练习,想一想 算一算 假设质量为 的一颗子弹射入墙那一刻的速度为 ，射出的速度为 ，所用时间为 ， 墙对子弹的作用力为一恒力 ，那么 等于多少？,?,动量与牛顿第二定律的联系,解答: 加速度 根据牛顿第二定律 转换为,分析：,由牛顿第二定律知： F = m a,加速度：,整理得：,三、动量定理,即：,1.冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 2.公式：I=Ft 单位牛秒（NS） 3.注意：冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。 冲量是过程量，是力对时间的积累效应。,三、动量定理,4.动量定理,内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量 的改变量，这叫做动量定理。 公式：,冲量的方向与动量改变量的方向相同,讨论: 在动量变化量一定的情况下,F 与 t之间有什么关系？,例3、一个质量60kg的男孩从高处跳下，以5m/s的速度竖直落地。 （1）男孩落地时曲膝，用了1s停下，求落地时受到的平均作用力。 （2）假如他落地时没有曲膝，只用了0.1s就停下来，求落地时受到的平均作用力。（取g=10m/s）,（1）确定研究对象； （2）明确研究过程，对研究对象进行受力分析； （3）选定正方向； （4）找出物体的初末状态并确定相应的动量； （5）根据动量定理列方程求解；,运用动量定理解题步骤：,报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。,报道2、1980年，一架英国的“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生,问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？,思考与讨论,找出故事中的有关 动量知识!,假设兔子的头部遭受等于自身体重的撞击力可以致命，设兔子与树桩的作用时间为0.2秒，则兔子奔跑的速度可能是多少？,应用举例 用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？,生活中的应用,跳远运动员在跳远时总是跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了（ ） A 减小运动员的动量变化 B 减小运动员所受的冲量 C 延长着地过程的作用时间 D 减小着地时运动员所受的平均冲力,CD,把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着物体一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说法是( ),C D,A 在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大； B 在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小； C 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大； D 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小,1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ） A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B、动量是描述物体运动状态的物理量 C、冲量是物体动量变化的原因 D、冲量是描述物体状态的物理量,ABC,课堂练习,2、对于力的冲量的说法，正确的是（ ） A、力越大，力的冲量就越大 B、作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大 C、F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小，等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同 D、静置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，经时间t始终处于静止状态，则此推力的冲量为零,B,3、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ） A、甲物体受到的冲量大 B、乙物体受到冲量大 C、两个物体受到的冲量大小相等 D、无法判断,C,4、玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与水泥地撞击过程中（ ）,A、玻璃杯的动量较大 B、玻璃杯受到的冲量较大,C、玻璃杯的动量变化较大 D、玻璃杯的动量变化较快,D,5、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了（ ）,C,A、减小冲量 B、减小动量的变化量 C、增长与地面作用时间，从而减小冲力D、增大人对地面的压强，起到安全作用,例6：物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动，如图(a)所示A的质量为m，B的质量为M，将连接A、B的绳烧断后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，如图(b)所示，在这段时间里，弹簧弹力对物体A的冲量等于 （ ）,Amv BMv - Mu CMv+Mu Dmv+mu,解：对B，由动量定理得,Mgt=Mu，,u =gt，,对A，由动量定理得,IF mgt = mv，, IF =mgt + mv = mu + mv,D,7、质量为1kg的物体做变速直线运动,它的速度时间图象如图所示，则该物体在前10s内与后10s内两段时间，所受合外力的冲量分别是（ ） A10Ns，10N s B10N s，-10N s C0， 10N s D 0， - 10N s,D,【解析】在缓缓拉动时，两物体之间的作用力是静摩擦力；在迅速拉动时，它们之间的作用力是滑动摩擦力由于滑动摩擦力f=FN(是动摩擦因数)，而最大静摩擦力fm=mFN(m是静摩擦系数)且 =m一般情况下可以认为f=fm即滑动摩擦力f近似等于最大静摩擦力fm因此，一般情况是：缓拉，摩擦力小；快拉，摩擦力大，故判断A、D都错.,例8：把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，解释这个现象的原因是（ ） A在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 B在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 C在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大,BC,例9如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中 (g=10m/s2) ，求： （1）重力的冲量； （2）支持力的冲量； （3）合外力的冲量.,【解析】此题物体下滑过程中各力均为恒力，所以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解.,合外力的冲量IF合=F合t=mgsin300 t=20Ns.,由牛顿第二定律F=ma得，下滑的加速度a=gsin = 5m/s2.,由s=at2/2 得下滑时间,重力的冲量IG=mgt=2102Ns=40Ns.,支持力的冲量IF=Ft=mgcos300t=20 Ns，,10.一个质量是1kg的钢球A，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个质量为4Kg静止的钢球B后被以2m/s的速度向左弹回，而B球沿着同一直线以2m/s的速度水平向右运动， （1）碰撞前后A钢球的动量各变化了多少？ A钢球动量变化量方向如何？ （2）碰撞前后B钢球的动量 各变化了多少？ B钢球动量变化量方向如何？,1,-8kg.m/s 向左；8kg.m/s 向右,解：取小球初速度方向为正方向,对