人教版选修3－5 16.2 动量和动量定理 课件（23张）.ppt

16 2动量和动量定理 一 碰撞1 碰撞现象做相对运动的两个 或几个 物体相遇而发生相互作用 在 的时间内 它们的 会发生显著变化 这一过程叫做碰撞 2 碰撞的分类 1 弹性碰撞 碰撞前后两滑块的 不变 2 非弹性碰撞 碰撞后两滑块的总动能 了 3 完全非弹性碰撞 两物体碰后 以 的速度运动 完全非弹性碰撞过程动能损失最大 运动状态 很短 总动能 减少 粘在一起 相同 二 动量1 定义 运动物体的 和 的乘积叫动量 公式p 单位 符号 2 矢量性 方向与速度的方向 运算遵循 定则 3 动量是状态量 4 动量的变化量 1 定义 物体在某段时间内 与 的矢量差 也是矢量 p 矢量式 2 动量始终保持在一条直线上时的运算 选定一个正方 质量 速度 mv 千克 米 秒 kg m s 相同 平行四边形 末动量 初动量 p p 向 动量 动量的变化量用带有正 负号的数值表示 从而将矢量运算简化为 运算 此时的正 负号仅代表方向 不代表大小 想一想质量和速度大小相同的两个物体动能相同 它们的动量也一定相同吗 答案不一定 动量是矢量 有方向性 而动能是标量 无方向 代数 三 动量定理1 冲量 1 定义 力与 的乘积 公式 i 单位 牛顿 秒 符号n s 2 矢量性 方向与 相同 2 动量定理 1 内容 物体所受合外力的冲量等于物体的 2 公式 ft 或i 力的作用时间 ft 力的方向 动量变化 p p p 一 碰撞中的动能变化及碰撞分类 1 发生碰撞的两物体 若两物体的形变是弹性的 碰后能够恢复原状 两物体碰撞前后动能不变 这样的碰撞叫弹性碰撞 2 发生碰撞的两物体 若两物体的形变是非弹性的 碰后不能够完全恢复原状 两物体碰撞后动能减少 这样的碰撞叫非弹性碰撞 3 若两物体碰后粘在一起 不再分开 此过程两物体损失的动能最大 这样的碰撞叫完全非弹性碰撞 例1 一个质量为2kg的小球a以v0 3m s的速度与一个静止的 质量为1kg的小球b正碰 试根据以下数据 分析碰撞性质 1 碰后a b的速度均为2m s 2 碰后a的速度为1m s b的速度为4m s 答案 1 非弹性碰撞 2 弹性碰撞 二 动量和动量的变化1 对动量的理解 1 动量的矢量性 动量是矢量 它的方向与速度v的方向相同 遵循矢量运算法则 动量是状态量 进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态 时刻 的动量 2 动量具有相对性 由于速度与参考系的选择有关 一般以地球为参考系 3 动量与动能的区别与联系 区别 动量是矢量 动能是标量 2 动量的变化 p 1 p p p为矢量式 若p p不在一条直线上 要用平行四边形定则求矢量差 若p p在一条直线上 先规定正方向 再用正 负表示p p 则可用 p p p mv mv进行代数运算 2 动量变化的方向 与速度变化的方向相同 例2 质量为0 5kg的物体 运动速度为3m s 它在一个变力作用下速度变为7m s 方向和原来方向相反 则这段时间内动量的变化量为 a 5kg m s 方向与原运动方向相反b 5kg m s 方向与原运动方向相同c 2kg m s 方向与原运动方向相反d 2kg m s 方向与原运动方向相同答案a解析以原来的方向为正方向 由定义式 p mv mv得 p 7 0 5 3 0 5 kg m s 5kg m s 负号表示 p的方向与原运动方向相反 借题发挥关于动量变化量的求解1 若初 末动量在同一直线上 则在选定正方向的前提下 可化矢量运算为代数运算 2 若初 末动量不在同一直线上 运算时应遵循平行四边形定则 三 对冲量的理解和计算1 冲量的理解 1 冲量是过程量 它描述的是力作用在物体上的时间累积效应 求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量 2 冲量是矢量 冲量的方向与力的方向相同 2 冲量的计算 1 求某个恒力的冲量 用该力和力的作用时间的乘积 2 求合冲量的两种方法 可分别求每一个力的冲量 再求各冲量的矢量和 另外 如果各个力的作用时间相同 也可以先求合力 再用公式i合 f合 t求解 3 求变力的冲量 若力与时间成线性关系变化 则可用平均力求变力的冲量 若给出了力随时间变化的图像如图所示 可用面积法求变力的冲量 利用动量定理求解 例3 如图所示 在倾角 37 的斜面上 有一质量为5kg的物体沿斜面滑下 物体与斜面间的动摩擦因数 0 2 求物体下滑2s的时 图 解析重力的冲量 ig g t mg t 5 10 2n s 100n s 方向竖直向下 间内 物体所受各力的冲量 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 支持力的冲量 if f t mgcos t 5 10 0 8 2n s 80n s 方向垂直斜面向上 摩擦力的冲量 iff ff t mgcos t 0 2 5 10 0 8 2n s 16n s 方向沿斜面向上 借题发挥求各力的冲量或者合力的冲量 首先判断是否是恒力 若是恒力 可直接用力与作用时间的乘积 若是变力 要根据力的特点求解 或者利用动量定理求解 四 对动量定理的理解和应用1 动量定理的理解 1 动量定理的表达式ft p p是矢量式 等号包含了大小相等 方向相同两方面的含义 2 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因 3 公式中的f是物体所受的合外力 若合外力是变力 则f应是合外力在作用时间内的平均值 2 动量定理的应用 1 定性分析有关现象 物体的动量变化量一定时 力的作用时间越短 力就越大 力的作用时间越长 力就越小 作用力一定时 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 2 应用动量定理定量计算的一般步骤 选定研究对象 明确运动过程 进行受力分析和运动的初 末状态分析 选定正方向 根据动量定理列方程求解 例4 跳远时 跳在沙坑里比跳在水泥地上安全 这是由于 a 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小b 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小c 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小d 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小答案d 解析人跳远时从一定的高度落下 落地前的速度是一定的 初动量是一定的 所以选项a错误 落地后静止 末动量一定 人的动量变化是一定的 选项b错误 由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化 所以两种情况下人受到的冲量相等 选项c错误 落在沙坑里力作用的时间长 落在水泥地上力作用的时间短 根据动量定理 在动量变化一定的情况下 时间t越长则受到的冲力f