第02节动量动量守恒定律 (2).pptx

1、1、理解动量和动量的变化及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量。 2、理解冲量的概念，理解动量定理及其表达式。 3、能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。,学习目标,第一章第2节 动量和动量守恒定律（第1课时）,你敢用手接吗？,一、引入新课,M、v、t、 F之间有什么关系呢？,由牛顿第二定律可知,加速度为,联立得,二、探究动量,答：千克 米每秒（kg m/s）,3、动量是状态量还是过程量？,答：状态量,1、动量的定义是什么？,2、动量在国际单位制中的单位是什么？,答：质量与速度的乘积，即,4、动量是矢量还是标量？,答：矢量，方向就是V的方向,（一）自主学习P6-P7,P=mv,5.动量

2、变化量是矢量还是标量？,答：是矢量.,例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各是多少？变化了多少？方向如何？,碰前P=mv=0.16kg m/s=0.6kg m/s 碰后P=mv=0.16kg m/s=0.6kg m/s 则动量变化为p=PP =0.6kg m/s0.6kg m/s = 1.2kg m/s,解：规定水平向右为正方向。,负号表示与正方向相反， 动量变化量的方向水平向左,（二）探究动量的变化p,某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p 跟初状态的动量p的矢量差，称为动量

3、的变化，即,1、动量变化的三种情况：,大小变化 方向改变 大小和方向都改变。,p = mv mv=m v,2、同一直线上动量变化的运算：,3、不在同一直线上的动量变化的运算，遵循三角形法则,结论： p的方向是从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端,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,小组合作探究一：讨论以下几种运动的动量变化,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I，用公式表示为 I=Ft,牛秒，符号是Ns,三

4、、探究冲量,当力的方向不变时，I与F的方向相同，,4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应,1、定义：,2、单位：,3、冲量是矢量：,（一）自主学习P8,例1如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，思考以下问题,（2）拉力F对物体的冲量大小,（1）重力对物体的冲量大小,（3）摩擦力对物体的冲量大小,（4）合外力对物体的冲量大小,Ft,FftFcos t,零,mgt,（二）探究冲量的计算方法,注意：求冲量时要看清是求哪个力的冲量,总结：力为恒力时合冲量的两种计算方法：,可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和， I合F1t1F2t2F3t3； 如果各力的

5、作用时间相同，也可以先求合力， 再用I合F合t求解,1、若力为变化的力怎么算冲量？,思考？,用平均力计算,面积就是力的冲量,2、若力为一般变力,则不能直接计算冲量。不知F-t图象,你会怎么算？,用动量定理,思考？,四、探究动量定理,1、表达式：,或,（一）自主学习P8-9,合,发现：动量的变化与力的时间积累效果有关.,2、理解：, Ft是物体所受外力的总冲量。,动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同，但与初动量或末动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。,公式中速度的大小均是相对于地面而言的,（1）动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F

6、应理解为变力在作用时间内的平均值 （2）动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题。 （3）动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观现象和高速运动问题。 优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。,3、动量定理的适用范围：,1、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？,为什么呢？是因为麻绳容易断吗？,（二）探究生活中的动量定理,由 可知：,P一定，t短则F大，t长则F小；缓冲原理,走进生活,动量定理解释生活现象,走进生活,船靠岸时边缘上的废旧轮胎,走进生活,思考与讨论 2、你能在基本不影响物体的前提下，将压在物体下的纸条抽出吗？试着做一做

7、，想一想这样做的道理？,走进生活,提示：抽出纸条时物体受滑动摩擦,重物初动量为零，末动量为mv.根据动量定理有mgt=mv-0。如果在极短的时间内把纸条抽出，纸条对重物的摩擦力冲量极小，重物的动量几乎不变。重物几乎不动,3、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？,走进生活,动量定理的应用步骤,1、确定研究对象：一般为单个物体；,4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；,5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。,2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；,3、明确研究对象

8、的初末状态及相应的动量；,已知鸟的质量为1kg，身长为15cm.鸟与飞机相撞面积，飞机的速度为600m/s，试估算鸟对飞机的撞击所产生的平均撞击力。,已知鸟的质量为1kg，身长为15cm.鸟与飞机相撞面积，飞机的速度为600m/s，试估算鸟对飞机的撞击所产生的平均撞击力。,这道题，能给你带来怎样的思考呢？在我们的天空中飘浮着很多的太空垃圾，如火箭的碎片，卫星的残骸等等，这些人类文明的产物也在危险着人类，所以我们面临的问题就是如何治理宇宙空间的这些垃圾？,展示问题记录纸相关问题,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,kg

9、m/s （NS）,矢量,p=mv,动量,动量与动能间数值关系：,注意：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,动量与动能的区别,或,1、水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经过时间2t 物体停下来，设物体所受阻力为恒量，其大小为（ ） F F / 2 F / 3 F / 4,对整个过程，根据动量定理，设F方向为正方向，有,( F f ) t f 2 t = 0,得 f=F/3,C,五、拓展提升,2、一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，

10、则这段时间内软垫对小球的冲量为多少？,恒力还是变力？ 怎么求冲量？,1、公式I=Ft中的F必须取平均值,2、通过求F-t图的面积,3、动量定理,3、一质点在水平面内以速度v做匀速圆周运动，如图，质点从位置A开始，经1/2圆周，质点所受合力的冲量是多少?,解:质点做匀速圆周运动，合力是一个大小不变、但方向不断变化的力.,以vB方向为正，因为vA - v ， vB v ，,则pvB - vA v - （ - v ）2v，合力冲量与vB同向,4、一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前的速度约为30 m/s.则：(1

11、)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？,解析:两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5 m.,(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？ 解析若人系有安全带，,解:从图中可知，物体所受冲量为F - t图线下面包围的“面积”，,设末速度为vt，根据动量定理,F 合tp ，有,F1t1+ F2 (t2 -t1 ) = mvt - 0, vt= F1t1+ F2 (t2 -t1 ) m,5、如图表示物体所受作用力随时间变化的图象，若物体初速度为零，质量为m，求物体在t2 时刻的末速度?,6、如图611所示

12、，跳水运动员(图中用一小圆圈表示)，从某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知运动员的质量m60 kg，初速度为v010 m/s.若经过1 s(此时运动员尚在空中)，速度为v10 m/s，则在此过程中，运动员动量的变化量为(g取10 m/s2，不计空气阻力) ( ),A600 kgm/sB600 kgm/s C600( 1) kgm/s D600( 1) kgm/s,解析：运动员所做的是平抛运动，初、末速度不在一条直线上，因此不能直接用初、末动量相加减在此过程中，运动员只受重力作用，因此重力的冲量就等于动量的变化量，即pImgt600 kgm/s.,答案：A,7.一质量为m的小球，以初速度v0 沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30 的固定斜面上，并立即反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的3/4，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小,解：设刚要碰撞斜面时小球速度为v. 由题意，v 的方向与竖直线的夹角为30，且水平分量仍为v0，如右图.,由此得 v = 2v0 ,由动量定理，斜面对小球的冲量为,由、得,思路点拨由于碰撞时间非常短，重力冲量可