2019高中物理第十六章动量守恒定律2动量和动量定理课件新人教版.pptx

1、自主学习基础知识,2 动量和动量定理 学习目标1.知道动量的概念，知道动量和动量变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量(重点)2.知道冲量的概念，知道冲量是矢量(重点)3.知道动量定理的确切含义，掌握其表达式(重点、难点)4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(难点),合作探究重难疑点,课时作业,解题技巧素养培优,1定义 物体的_与_的乘积，即p_ 2单位 动量的国际制单位是_，符号是_ 3方向 动量是_量，它的方向与_的方向相同,质量,速度,mv,千克米每秒,kgm/s,矢,速度,1物体做匀速圆周运动时，其动量是否变化？ 【提示】变化动量是矢量，方向与速度方向相同，物体做匀速圆周

2、运动时，速度大小不变，方向时刻变化，其动量发生变化 2在一维运动中，动量正负的含义是什么？ 【提示】正负号仅表示方向，不表示大小正号表示动量的方向与规定的正方向相同；负号表示动量的方向与规定的正方向相反,1动量的方向与物体的速度方向相同( ) 2物体的质量越大，动量一定越大( ) 3物体的动量相同，其动能一定也相同( ),1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矢量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为_运算(此时的正、负号仅表示方向，不表示大小),末动量,初动量,

3、pp,代数,2冲量 3动量定理 (1)内容：物体在一个过程始末的_等于它在这个过程中所受力的冲量 (2)表达式：_,动量变化量,mvmvF(tt)或ppI,在跳高比赛时，在运动员落地处为什么要放很厚的海绵垫子？ 【提示】跳过横杆后，落地时速度较大人落到海绵垫子上时，可经过较长的时间使速度减小到零，在动量变化相同的情况下，人受到的冲力减小，对运动员起到保护作用,1冲量是矢量，其方向与力的方向相同( ) 2力越大，力对物体的冲量越大( ) 3若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零( ),预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中,学生分组探究一对动量

4、、冲量的理解 第1步探究分层设问，破解疑难 图1621,1如图1621所示，质量为m的小球以速度v与挡板发生碰撞，若以大小不变的速度反向弹回，碰撞前后动量是否相等？ 【提示】不相等，这是由于碰撞前后动量方向发生了变化,2某物体在几个力的作用下，做匀速直线运动，即物体的动量不变，此过程中各力的冲量都为零吗？ 【提示】不为零冲量仅由该力和力的作用时间共同决定，与其他力是否存在及物体的运动状态无关一个物体受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态时，其中每一个力的冲量均不为零,第2步结论自我总结，素能培养 1对动量的认识： (1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用

5、pmv表示 (2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同 (3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关,2对冲量的认识： (1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以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)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同,3动量的变化量：是矢量，其表达式pp2p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算 4动量与动能的区别与联系： (1)区别：动量是矢量，动能是标量；动能从能量的

6、角度描述物体的状态，动量从物体运动的作用效果方面描述物体的状态,第3步例证典例印证，思维深化 羽毛球是速度最快的球类运动之一，我国运动员林丹某次扣杀羽毛球的速度为342 km/h，假设球的速度为90 km/h，林丹将球以342 km/h的速度反向击回设羽毛球质量为5 g，试求： (1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量； (2)在林丹的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？,【思路点拨】(1)羽毛球的质量、速度的单位统一为国际单位制单位 (2)求速度变化、动量变化时注意矢量运算法则,pp2p10.475 kgm/s(0.125 kgm/s) 0.600 kgm/s 即羽毛球的动量变化大

7、小为0.600 kgm/s，方向与羽毛球飞回的方向相同 (2)羽毛球的初速度为v125 m/s， 羽毛球的末速度为v295 m/s， 所以vv2v195 m/s(25 m/s)120 m/s. 羽毛球的初动能：,【答案】(1)0.600 kgm/s方向与羽毛球飞回的方向相同 (2)120 m/s21 J,(1)动量pmv，大小由m和v共同决定 (2)动量p和动量的变化p均为矢量，计算时要注意其方向性 (3)动能是标量，动能的变化量等于末动能与初动能大小之差,第4步巧练精选习题，落实强化 1关于动量的概念，下列说法正确的是() A动量大的物体，惯性一定大 B动量大的物体，运动一定快 C动量相同的

8、物体，运动方向一定相同 D动量相同的物体，动能也一定相同,【答案】C,2把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上，如图1622所示，在与水平方向成53角的10 N的力F作用下从静止开始运动，在2 s内力F对物体的冲量大小为多少？合外力的冲量大小是多少？(cos 530.6),【解析】物体的受力分析如图所示，由冲量定义可知： 力F的冲量： IFFt102 Ns20 Ns 将F分解，在竖直方向上其合力为零，则水平方向上的分力FFcos 53即为其合力，所以合外力的冲量 I合Fcos 53t100.62 Ns12 Ns. 【答案】20 Ns12 Ns,学生分组探究二对动量定理的理解及应用 第1步探

9、究分层设问，破解疑难 1物体的动量发生变化时其运动状态一定变化吗？ 【提示】一定变化动量变化则速度一定变化，故运动状态一定变化 2在匀速圆周运动中，一个周期内合外力的冲量是多少？ 【提示】经过一个周期其动量变化量为零，因此冲量为零,第2步结论自我总结，素能培养 1对动量定理的理解 (1)适用对象：在中学物理中，动量定理的研究对象通常为单个物体 (2)适用范围：动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动不论是变力还是恒力，不论几个力作用时间是同时还是不同时，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用,(3)因果关系：动量定理反映了合外力的冲量与动量的变化量之间的因果关

10、系，即合外力的冲量是原因，物体动量的变化量是结果反映了力对时间的积累效应，与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系，物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同，物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系,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，反之力就越小例如，易碎物品包装箱内为防碎而放置碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物,作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小例如，杂耍中，用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂，作用时间很短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，“气功师”才不会受伤害,(2)应用

11、动量定理定量计算的一般步骤,第3步例证典例印证，思维深化 一质量为100 g的小球从0.80 m高处自由下落到一厚软垫上若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20 s，则这段时间内软垫对小球的冲量为多少？(g取10 m/s2，不计空气阻力) 【思路点拨】(1)小球从落到软垫至陷到最低点的过程中受到重力和软垫对小球的作用力共两个力作用 (2)软垫对小球的作用力为变力，求其冲量大小可以用动量定理,对小球受力分析，如图所示 小球接触软垫后除受重力mg外，还受软垫对它的作用力F，在这两个力的冲量作用下，小球动量变为零(此时小球陷至最低点) 因软垫对球的作用力F为变力，设其在作用时间内的平均值为F.

12、 取竖直向上为正方向，小球的初动量为pmv 小球的末动量p 0. 小球在此过程中所受合外力为F mg,【答案】0.60 Ns，方向竖直向上,应用动量定理时应注意以下四点 (1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化冲量和动量都是矢量，它们的加、减运算都遵循平行四边形定则 (2)列方程前首先要选取正方向，与规定的正方向一致的力或动量取正值，反之取负值，而不能只关注力或动量数值的大小,(3)分析速度时一定要选取同一个参考系，未加说明时一般是选地面为参考系，同一道题目中一般不要选取不同的参考系 (4)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式求解，且要注意是末动量减去初动量,

13、第4步巧练精选习题，落实强化 1(多选)(2013东城区高二检测)为了保证航天员的安 全，神舟飞船上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大 法宝，在距离地面大约1 m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱速度一下降到了2 m/s以内，随后又渐渐降到1 m/s，最终安全着陆把返回舱离地1 m开始到完全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是(),A减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化量 B减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量 C延长着地过程的作用时间 D减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力,【解析】返回舱和航天员的初、末动量并没因反推火箭的作用而变化，所以返回舱和航天员的

14、动量变化量不变，根据动量定理，返回舱和航天员所受的冲量也就不变，A、B项错误反推火箭延迟了着地过程的时间，从而减小了着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力，选项C、D正确 【答案】CD,2质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化量为_kgm/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s，则小球受到地面的平均作用力大小为_N(取g10 m/s2),【解析】小球与地面碰撞前的动量为 p1m(v1)0.2(6)kgm/s1.2 kgm/s 小球与地面碰撞后的动量为 p2mv20.24 kgm/s0.8 k

15、gm/s 小球与地面碰撞前后动量的变化量为 pp2p12 kgm/s 由动量定理得：(Fmg)tp,【答案】212,动量定理的两种妙用 1若物体的运动轨迹为曲线，且其合外力恒定不变，如平抛、斜抛物体的运动，其动量的变化量用ppp求解比较困难，此时可用pF合t求解 2若物体运动时受到的合外力为变力，求合外力的冲量时不可用IF合t直接求解，这时可用动量定理Ip看物体动量的变化量是否比较容易确定,【思路点拨】运动员跳水过程中只受重力作用，且为恒力，可用动量定理确定其动量的变化量 【规范解答】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、末动量相加减来求动量的变化量在此过程中，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所以pmgt60101 kgm/s600 kgm/s. 【答案】A,先看名师指津 (1)应用动量定理求解动量变化量的方法适用于合外力大小和方向都不变的情况