碰撞动量和动量定理PPT课件

1、第1页/共42页生活中的各种碰撞现象撞车第2页/共42页生活中的各种碰撞现象打桩机打桩第3页/共42页生活中的各种碰撞现象飞鸟撞飞机第4页/共42页生活中的各种碰撞现象打网球第5页/共42页生活中的各种碰撞现象拳击第6页/共42页 如mA=mB，碰后A球静止，B球摆角=，这说明A、B两球碰后交换了速度； 如mAmB，碰后A、B两球一起向右摆动； 如mAmB，碰后A球反弹、B球向右摆动 以上现象说明当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同第7页/共42页 两个物体发生碰撞后，速度都发生变化两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样碰撞过程中的什么物理量保持不变? 所以我们将探

2、究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒) 第8页/共42页 我们只研究最简单的碰撞一维碰撞 两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动 这种碰撞叫做一维碰撞第9页/共42页 在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度 碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量” 必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量第10页/共42页22112211vmvmvmvm222211222211vmvmvmvm22112211vmvmvmvm 碰撞前后速度V的变化和物体的质量m的关系，可以做如下猜测：第11页/共42页 1实验必须保证碰

3、撞是一维的2用天平测量物体的质量； 3测量两个物体在碰撞前后的速度 速度的测量可以充分利用匀速运动、速度的测量可以充分利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来进行。点计时器和纸带等来进行。第12页/共42页、物体的质量和速度的乘积，叫做物体物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量的动量 ，用公式表示为用公式表示为 动量动量2 2、：在国际单位制中，动量的单位是：在国际单位制中，动量的单位是，符号是，符号是；3 3、动量是、动量是：方向由：方向由决定，动量的决定，动量的方向与方向与该时刻该时刻速度的方向相同；速度的方向相同；4 4、动

4、量是描述物体运动状态的物理量，是、动量是描述物体运动状态的物理量，是5 5、动量是、动量是的，与参考系的选择有关。的，与参考系的选择有关。注意：注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度这一时刻的瞬时速度第13页/共42页动量的变化动量的变化 1 1、某段运动过程（或时间间隔）、某段运动过程（或时间间隔）跟跟的矢量差，称为动量的变化的矢量差，称为动量的变化（或动量的（或动量的），即），即 2 2、动量变化的三种情况：、动量变化的三种情况：P3 3、动量变化的

5、运算：动量变化的运算：PP第14页/共42页P不在同一直线上的动量变化的不在同一直线上的动量变化的运算，遵循运算，遵循P也称也称：从初动量的矢：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端量末端指向末动量的矢量末端动量的变化动量的变化第15页/共42页1 1、一个质量是、一个质量是0.10.1kgkg的钢球，以的钢球，以6 6m/sm/s的速度的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以弹回，沿着同一直线以6 6m/sm/s的速度水平向左的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如

6、何？化了多少？方向如何？ PPP课堂练习课堂练习第16页/共42页2 2、质量为、质量为m m的钢球自高处落下，以速率的钢球自高处落下，以速率v v1 1碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰撞时间极短，离地时速率为撞时间极短，离地时速率为v v2 2，在碰撞，在碰撞过程中，钢球动量变化为多少？过程中，钢球动量变化为多少？课堂练习课堂练习第17页/共42页若速度变化若速度变化, ,标标量量动能动能若速度变化若速度变化, ,则则矢矢量量动量动量动量与动能有什么区别？动量与动能有什么区别？动量与动能间量值关系：动量与动能间量值关系：2kpm E思考与讨论思考与讨论mpmv

7、Ek22122第18页/共42页思考与讨论思考与讨论在前面所学的动能定理中，我们知在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的变化是由于力的位移积累即道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动量的变化又是力做功的结果，那么，动量的变化又是什么原因引起的呢？什么原因引起的呢？第19页/共42页 vvat vvFmtFtmvmv牛顿第二定律推导动量的变化牛顿第二定律推导动量的变化：质量为：质量为m m的物体，在合力的物体，在合力F F的的作用下，经过一段时间作用下，经过一段时间t t，速度由速度由v v 变为变为vv，如，如是图所示：是图所示：由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知：而加速度

8、定义有：而加速度定义有：变形可得：变形可得：联立可得：联立可得：第20页/共42页、：作用在物体上的力和作用时间：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用用公式表示为公式表示为 2 2、：在国际单位制中，冲量的单位是：在国际单位制中，冲量的单位是，符号是，符号是冲量冲量3 3、冲量是、冲量是：方向由：方向由决定，若决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同方向相同4 4、冲量是、冲量是，反映了，反映了第21页/共42页力的空间积累力的空间积累使动能发生变化使动能发生变化标标量量W= FS功功力

9、的时间积累力的时间积累使动量发生变化使动量发生变化矢矢量量I=Ft冲量冲量冲量与功有什么区别？冲量与功有什么区别？1 1、：作用力的冲量与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。作用力的功与反作用力的功不一定相等。2 2、：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。人对船的作用力与船对人的反作人对船的作用力与船对人的反作用力的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对用力

10、的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对人的反作用力都做正功，使人和船的动能都增加。人的反作用力都做正功，使人和船的动能都增加。思考与讨论思考与讨论第22页/共42页动量定理动量定理1 1、：物体所受：物体所受合外力合外力的冲量等于物体的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。的动量变化，这就是动量定理。 2 2、FtmvmvpI或或3 3、1 1）物理研究方法：）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；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）动量定理是，合外力的，合外力的方向与物方向与物体体

11、的方向相同：的方向相同：的方向与的方向与的方向或的方向或的的，但与初动，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。第23页/共42页动量定理的适用范围动量定理的适用范围1 1、动量定理不但适用于、动量定理不但适用于，也适用于随时间变，也适用于随时间变化的化的，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的F F应理解为变应理解为变力在作用时间内的力在作用时间内的2 2、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决的问题，的问题，还可以解决还可以解决中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题；

12、3 3、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于物体，也适用于物体，也适用于现象和现象和运动问题。运动问题。动量定理的动量定理的：不考虑中间过程，：不考虑中间过程，只考虑初末状态。只考虑初末状态。第24页/共42页课堂练习课堂练习3 3、一个质量为、一个质量为0.01kg0.01kg的弹性小球，以的弹性小球，以10m/s10m/s的速度在光滑的速度在光滑 水平面上运动，水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以撞到前方的竖直墙壁后以8m/s8m/s的速度反的速度反向弹回，设碰撞时间为向弹回，设碰撞时间为0.01s0.01s，求球受，求球受到墙壁的平均撞击力。到墙壁的平均撞击力。第25页/共42页动量定

13、理的应用步骤动量定理的应用步骤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；4 4、选定正方向，确定在物理过程中研、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；究对象的动量的变化；5 5、根据动量定理列方程，统一单位、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。后代入数据求解。2 2、明确物理过程：受力分析，求出合、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；外力的冲量；3 3、明确研究对象的初末状态及相应的、明确研究对象的初末状态及相应的动量；动量；第26页/共42页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

14、则F F小；小；由由可知：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。第27页/共42页1 1、在日常行走中，若一个大人和一个小孩、在日常行走中，若一个大人和一个小孩发生了碰撞，你将可能看到什么样的现象？发生了碰撞，你将可能看到什么样的现象？2 2、在足球场上，你常看到、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们足球而是一块大石头，他们会会吗？吗？3 3、用不同的力去骑自行车，、用不同的力

15、去骑自行车，要达到同样的速度，是用力要达到同样的速度，是用力大的先达到还是用力小的？大的先达到还是用力小的？第28页/共42页1 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木、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，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？钉子就很容易钻入木块，这是为什么？ 2 2、杂技表演时，、杂技表演时，常可看见有人用铁常可看见有人用铁锤猛击放在锤猛击放在“大力大力士士”身上的大石块，身上的大石块，石裂而人不伤，这石裂而人不伤，这又是为什么？又是为什么？思考与讨论思考与讨论第29页/共42页 建筑工人或蹦极运动员

16、身上绑的安全带建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？思考与讨论思考与讨论第30页/共42页、19621962年，一架年，一架“子爵号子爵号”客机，在美客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，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。十七人丧生。、19801980年，一年，一架英国的架英国的“鸽式鸽式”战战斗机在威夫士地区上斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹飞机坠毁，飞行员弹射逃生射逃生：小小飞禽何以能撞毁飞：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？机这样的庞然大物

17、？思考与讨论思考与讨论第31页/共42页生活中的应用生活中的应用第32页/共42页生活中的应用生活中的应用第33页/共42页生活中的应用生活中的应用第34页/共42页生活中的应用生活中的应用第35页/共42页1 1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ） A A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B B、动量是描述物体运动状态的物理量动量是描述物体运动状态的物理量 C C、冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因 D D、冲量是描述物体状态的物理量冲量是描述物体状态的物理量ABC课堂练习课堂练习2 2、

18、对于力的冲量的说法，正确的是（、对于力的冲量的说法，正确的是（ ）A A、力越大，力的冲量就越大力越大，力的冲量就越大 B B、作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大 C C、F F1 1与其作用时间与其作用时间t t1 1的乘积的乘积F F1 1t t1 1的大小，等于的大小，等于F F2 2与其与其作用时间作用时间t t2 2的乘积的乘积F F2 2t t2 2的大小，则这两个冲量相同的大小，则这两个冲量相同 D D、静置于水平地面上的桌子受到水平推力静置于水平地面上的桌子受到水平推力F F的作用，的作用，经时间经时间t t始终处于静止状态，则此推力的

19、冲量为零始终处于静止状态，则此推力的冲量为零 B第36页/共42页3 3、质量为、质量为5 5kgkg的小球，从距地面高为的小球，从距地面高为2020m m处水平抛出，处水平抛出，初速度为初速度为1010m ms s，不计空气阻力，不计空气阻力，g=10m/sg=10m/s2 2，从抛出到从抛出到落地过程中，重力的冲量是（落地过程中，重力的冲量是（ ）A A、60N60Ns s B B、80N80Ns s C C、100N100Ns s D D、120N120Ns sC课堂练习课堂练习 4 4、质量为、质量为2 2KgKg的物体的物体A A，放在光滑的水平面上，放在光滑的水平面上，受如图受如图

20、F=10NF=10N的力作用了的力作用了1010秒，则在此过程中秒，则在此过程中F F的冲量大小是的冲量大小是_，重力的冲量大小是，重力的冲量大小是_，支持力的冲量是，支持力的冲量是_，合力的，合力的冲量是冲量是_，合力的冲量与各分量的关，合力的冲量与各分量的关系是系是_。（。（g=10m/sg=10m/s2 2）求冲量时，一定要明确是求哪个求冲量时，一定要明确是求哪个力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量为为 ，或或第37页/共42页 5 5、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初、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，乙速度分

21、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，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（下面叙述中正确的是（ ）A A、甲物体受到的冲量大、甲物体受到的冲量大 B B、乙物体受到的冲量大、乙物体受到的冲量大C C、两个物体受到的冲量大小相等、两个物体受到的冲量大小相等 D D、无法判断、无法判断6 6、玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比、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（泥地撞击过程中（ ）A A、玻璃杯的动量较大玻璃杯的动量较大 B B、玻璃杯受到的冲

22、量较大玻璃杯受到的冲量较大C C、玻璃杯的动量变化较大玻璃杯的动量变化较大 D D、玻璃杯的动量变化较快玻璃杯的动量变化较快课堂练习课堂练习第38页/共42页7 7、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都、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（是让脚尖先着地，这样做是为了（ ）8 8、将重物、将重物P P压住纸带，当用一水平力缓缓拉压住纸带，当用一水平力缓缓拉动纸带时，重物会随纸带一起运动，当迅速动纸带时，重物会随纸带一起运动，当迅速拉动纸带时，纸带将会从重物下抽出，则下拉动纸带时，纸带将会从重物下抽出，则下列解释正确的是（列解释正确的是（ ）A A、在缓缓拉动时，纸带给重物的摩擦力较大在缓缓拉动时，纸带给重物的摩