动量和冲量备课.ppt

1、动量与冲量（高中物理）,授课者：聆听寂寞 授课学时：两个学时,包括本节内容及例题、练习,一、动量,（1）物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，用P表示。P=mv （2）动量是描述机械运动状态的物理量，是状态量。也是复合量。 （3）动量是矢量，动量的方向就是速度的方向，单位Kgm/s （4）动量的大小正比于物体的速度，所以动量取决于参照物。一般取地面为参照物。 （5）动量的变化量：它是物体受外力的作用后，动量发生变化的量度，它等于物体末动量与初动量的矢量差。动量的变化量的方向与速度变化量的方向相同。,动量的变化P,例1、一个质量为1kg的钢球，以5m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后

2、被弹回，沿着同一直线以5m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量有没有变化？,v,注：选好正方向,P=P2-P1,例2、如图,钢球质量为1kg,按如图方向与地面碰撞前后速度的大小都为1m/s.求碰撞过程动量的变化量.,动量变化量P是矢量,即要求出大小也要求出方向,例3、质量为10kg的物体，当其速率由3m/s变为4m/s时，它的动量变化量的大小不可能是 A10kg.m/s B50kg.m/s C70kg.m/s D90kg.m/s,例4、一个物体质量为 m，从高为h1处由静止竖直落下，落到钢板上相碰后被反弹，尚能升高h2，以向上为正，则全过程动量的变化量为_，在与钢板相碰前后动量的变化量_

3、。（不计空气阻力）,归纳： 某一过程物体末动量P2与初动量P1之 差，称为动量的变化量P。 注：动量的变化量P也是矢量、但它是 过程量。,说明：（一维情况）,动量变化等于末状态动量减初状态动量，其方向与v的方向相同 既：p = pt - p0,动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。,三、关于p的计算：(二维情况）,如上图所示的两种情况：,而动量变化等于末动量（包括大小和方向）减去初动量 （包括大小和方向）。,1、概念：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做 力的冲量。I=Ft牛秒（N S）,2、冲量是力在时间上的累积效果，是过程量，也是复合量。 物理意义：冲量是改变物体机械运动状态的原因。,3、

4、重难点 (1) 恒力冲量的方向与恒力方向相同； (2)变力冲量方向与动量的变化量方向一致； (3)如果物体受几个力的共同作用，则冲量的方向就是合力的方向； (4)求冲量不仅求大小，还需求方向,二、冲量,1：同学用与水平成角的大小为F的力拉讲台桌，作用时间为t，讲台桌未被拉动，则F对物体的冲量大小是 ，物体受合力的冲量为 。Zxc Vpr,注：冲量由力和力的作用时间决定，与物体是否运动和运动状态无关。,2、质量为2Kg的物体A，放在光滑的水平面上，受如图F=10N的力作用了10秒，则在此过程中F的冲量大小是_，重力的冲量大小是_，支持力的冲量是_，合力的冲量是_，合力的冲量与各分量的关系是_。,

5、3、一个质量为1kg的静止的物体放在水平地面上，用F=10N的恒力作用在物体上,动摩擦因数为0.2，则： 在5s内物体受到的各个力的冲量分别是多少？ 合力的冲量是多少? 物体的在5s未的动量是多少? 在5s内动量的变化是多少?,4、上抛质量为m的物体，空气阻力大小恒为f，上升时间为t1，下落时间为t2，取向下方向为正，在全过程中重力的冲量为_，阻力的冲量为_，合力的冲量为_。,5、四个相同的小球在同样的高度以相同的速率抛出，不计阻力，重力的冲量相同吗？ 1.抛出后5s内四小球都仍然在空中; 2.抛出后5s内四小球有的已落地上; 3.从抛出到落地重力的冲量相同吗?,注意点:,冲量的大小只决定于力

6、和力作用的时间; 计算冲量必须要明确是哪个力在哪一段时间内的冲量;此力的冲量与其它力无关. 要区别某个力的冲量和物体所受的冲量.,8、质量为1kg的物体从高5m处的平台以1m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求物体落地时的动量。,9、关于冲量和动量，下列说法中哪些是错误的（ ）（A）冲量是反映力的作用时间累积效果的物理量（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）冲量方向与动量方向一致,三、推导：质点在恒力作用下在某一直线上作匀变速运动，试从牛顿定律导出动量定理，要求说明推导过程中每一步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义。,理论推导题的表达规范： 设模型

7、，设参量，找依据， 列方程，推结论，做说明。,解:设质点的质量为m，初速度为V1，在恒力F的作用下做匀变速直线运动，经时间t，速度变为V2。（物理情景和推导过程中所用的物理量作必要的说明） 由牛二定律：F=ma- 又由加速度的定义得：a=(V2-V1)/t- 由两式得： Ft=mv2-mv1- 上式中Ft即合外力的冲量，mv1是初动量，mv2是末动量，mv2-mv1是动量的变化量。（对结果各项的物理意义进行说明） 式即动量定理的表达式 （对结论进行说明）,理解：1、左边是合力的冲量,2、右边是物体动量的改变（左因右果）,物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,动量定理,3、动量变化的方向与合外

8、力冲量的方向 一致,4、不仅适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。,10、某物体受到一个6NS的冲量作用，则 A.物体的动量一定减少 B.物体的末动量一定是负值 C.物体动量的增量一定与规定的正方向相反 D.物体受到的合外力一定与规定的正方向相反,11、一个质量为1kg的铁球，从沙坑上方由静止释放，下落1s后刚好落到沙坑表面,又经过0.2s铁球在沙中停止运动。假设沙子对铁球的阻力大小不变，求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。,12、一物体沿光滑斜面下滑，在此过程中 、斜面对物体的弹力做功为零 、斜面对物体的弹力的冲量为零 、物体动能的增量等于重力所做的功 、物体动量的增量等于重力的冲量,注意

9、区别动量和功： 一段时间内恒力的冲量一定不为零 而恒力的功可能为零（FV时）。,14、质量为1kg的小球以2m/s的速度向上抛出又回到抛出点，回到抛出点时速度大小不变（阻力不计）求物体受到的总冲量和平均作用力。,13、 质量为m=0.1kg的小钢球从h1=5m高处自由下落,与地板碰撞后上升h2=1.8m,设碰撞时间t=0.2s,求钢球对地板的平均冲力.,15、 2002年高考:（20分）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运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2

10、s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g10m/s2）,a,b,c,16、（97上海）某人身系弹性绳自高空P点自由下落，a点是弹性绳的原长位置，c是人所能到达的最低点，b是人静止地悬挂着时的平衡位置，不计空气阻力，则正确的是： A。从P至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量； B。从p至C过程中重力所做的功等于人克服弹力的所做的功； C。从p到C的过程中人的加速度不断增大； D。从a至c的过程中加速度方向保持不变,p,17、对于任何运动物体（如汽车），用不变的制动力使它停下来所需时间决定于物体的（A）初速度 （B）加速度 （C）质量 （D）初动量,动量定理的应用

11、二：,解释现象。,18、：玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石块的撞击过程中（ ） （A）玻璃杯的动量较大 （B）玻璃杯受到的冲量较大 （C）玻璃杯动量变化较大 （D）玻璃杯的动量变化较快,19、一个笔帽竖直放在桌面平放的纸条上，要求把纸条从笔帽下抽出，如果缓慢抽拉纸条笔帽必倒，若快速拉纸条，笔帽可能不倒，以下说法正确的是（ ） （A）缓慢拉动纸条时，笔帽受到冲量小 （B）缓慢拉动纸条时，纸对笔帽水平作用力小 （C）快速拉动纸条时，笔帽受到冲量小 （D）快速拉动纸条时，纸条对笔帽水平作用力小,注：在 “缓冲”现象中，P不能变小的，都是利用延长作用时间，减小作用

12、力。,Eg1:抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向。 Eg2: 质量为M的平板车静止在水平路面上，车与路面间的摩擦不计。质量为m的人从车的左端走到右端，已知车长为L，求在此期间车行的距离？,20、质量为1kg的物体，以30m/s的水平速度抛出，经4秒落地。 求：飞行过程中物体动量的变化量。,飞行过程中每秒的动量增量是否相同,直接求P很困难，但这一过程，受到的合外力是恒力，由I合得P 。,21、以速度0竖直上抛一个质量为m的物体，不计阻力，物体在运动过程中（取竖直向上

13、为正）。 （1）动量增量P随时间t变化的图线是( ),A B C D,22、若纵轴表示动量的变化率，则动量变化率随时间t的变化图线是图中的哪一个？（取竖直向上为正）（ ）,1、物体动量变化一定，力F与时间t的关系 “缓冲”（延长作用时间）；减小作用时间； 2、作用力一定，动量变化与作用时间t的关系：时间的长P大，反之P小,应用动量定理定性解释物理现象,（1）沙坑、海绵、橡皮绳(细绳)、撞车防止和应用 （2）抛体运动、,23：质量为的物体悬挂在劲度系数为k的轻质弹簧下端，现用力将物体向下拉动一小段距离后放手，物体沿竖直方向上、下振动起来，其振动周期为，求放手后物体从最低点第一次到最高点过程中，重

14、力的冲量和弹簧弹力的冲量。,动量定理的应用三： 求变力的冲量和曲线运动中动量的变化量,学生认为弹力的冲量为零：原因是FNT/2+(-FNT/2);但要注意弹力在上下两个时间段内平均不同,24、：物体的质量为m，做匀速圆周运动，半径为r，速度为V，周期为T。求半个周期内合外力的冲量的大小。,不能先求向心力，再用I=Ft计算。 只能用动量定理，由P得I合。,25、高压水枪中水以恒定速率v0从横截面积为S的水枪中持续不变喷出，水平喷在一竖直墙上。求墙受到的水的冲击力。（已知水的密度为）,26、冬天强烈的西北风吹到墙上，墙会受到风的作用力，若风速变为原来的两倍，则墙受到的压力有何变化 ？,27、由高压

15、水枪中竖直向上喷出的水柱，将一个质量为m的小铁盒开口向下倒顶在空中，如图所示，已知水以恒定速率v0从横截面积为 S 的水枪中持续不变喷出，向上运动并冲击铁盒后，以不变的速率竖直返回，求稳定状态下铁盒距水枪口的高度h.,试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式：系统是两个质点，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直线运动要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义。,根据牛顿第二定律，有F1=m1a1, F2=m2a2 由加速度的定义可知a1= (v1-v)/t1, a2= (v2-v2)/t2 代入上式，可得F1t1= m1(v1-v1), F2t2= m2(v2-v2) 根据牛顿第三定律，可知F1= -F2; t1=t2 ,令m1和m2分别表示两质点的质量，F1和F2分别表示它们所受的作用力，a1和a2分别表示它们的