教科版高中物理选修3-5第一章第2节动量 动量定理 冲量(32张ppt)

1、动量定理 冲量,1.2 动量,碰撞中的不变量是什么？,是物体的质量 m 跟速度 v的乘积，即mv.,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？ 3.动量是状态量还是过程量？ 4.动量是矢量还是标量？ 5.阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？ 6.动量改变量 是矢量还是标量？,答：质量与速度的乘积，即P=mv.,答：是状态量.,答：是矢量，方向就是v 的方向.,答：是矢量.,答：kgm/s.,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，称为动量的变化（或动量的增量），即,1、动量变化的三种情况：,大小变化、方向改变或大小和方向都改变。,

2、p = p p=m v,2、同一直线上动量变化的运算：,规定好正方向,3、不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：,P,也称三角形法则： 从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端,动量的变化p,一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图所示）。碰撞前后钢球的动量变化了多少？,负号表示P 的方向与正方向相反，即碰撞前后钢球动量改变的大小为1.2kgm/s, 方向水平向左。,碰撞前后钢球的动量变化为,实验一：鸡蛋落地的不同效果,猜想：效果不同的原因是什么？,思路点拨：用牛顿第二定律和运动学公式推导,问题情

3、景：假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v，试探究合外力F的表达式。,由牛顿第二定律可知,由于,故,又加速度为,得,解：,物体动量的变化率等于物体所受合外力,动量的变化的原因是什么呢？,而牛顿第二定律告诉我们， 加速度是由物体所受的合外力产生的。,？,而速度的变化是因为有加速度,动量的变化与速度的变化有关,分析,结论：动量的变化与合外力有关,解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手,动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理Ft =p 得F=p/t, 即动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合

4、力较大，反之则小; 当动量均匀变化时, 物体所受合力为恒力。,动量的变化率:,试比较F1与F2的大小？,发展空间,发现：动量的变化与力的时间积累效果有关.,上式说明，如果我们考察一个物体运动过程的始末，那么在这一过程中物体所受合力与作用时间的乘积等于物体动量的变化，这个结论叫做动量定理（theorem of momentum）,物理学中把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量（impulse）.如果用I代表冲量， 用p表示过程始末动量的改变量，那么动量定理也可以写为,一、动量定理,1.内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量,直线运动、曲线运动；,宏观、微观.,单个物体、系统；,矢量性：,3

5、.理解：,适用性：,恒力、变力；,因果关系：,冲量是动量变化的原因,F一定时，t越小P就越小，t越大P就越大。,t一定时， P越小F就越小，t越大P就越大。,t 越大F 就越小缓冲装置,动量定理在生活中应用,在P 一定时，往往通过减小t 以获得到较大的力F，通过增大t 以获得到较小的力F. 在t 一定时，往往通过增大P以获得到较大的力F，通过减小P以获得到较小的力F.,动量定理的适用范围,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，将较难的计算问题

6、转化为较易的计算问题；,3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。,动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。,二、冲量（I ）,2.定义式：,1.定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。,4.特点：,冲量是过程量（反映了力对时间的积累效应）,冲量是矢量（方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同）,3.单位：牛顿.秒（Ns）,力的空间积累 使动能发生变化,Nm（J）,标量,W= FS,功,力的时间积累 使动量发生变化,NS,矢量,I=Ft,冲量,冲量与功有什么区别？,思考与讨论,思考： 用水平力F推一静止在水平地面上质量为m的物体，经

7、过时间t，物体向前运动了一段位移s。请问这段时间内，力F的冲量和所做的功分别为多大？重力的冲量和所做的功分别为多大？,一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？,解：取垒球飞来的方向为正方向，设垒球的初、末动量分别为P、P则：,由动量定理知垒球所受的平均作用力为：,负号表示力的方向与正方向相反，即与垒球飞来的方向相反。,垒球受平均作用力的大小为1260N。,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

8、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、明确研究对象的初末状态及相应的动量；,1、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，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？,思考与讨论,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？,小实验,非弹性绳断,橡皮绳不断,为什么呢？,思考与讨论,报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美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。,报道2、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

9、射逃生,问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？,思考与讨论,科学漫步,1、汽车的碰撞试验,1）汽车的安全气囊的保护作用,2）轿车前面的发动机舱并不是越坚固越好,2、了解历史上关于运动量度的争论,实 验,鸡蛋从一定的高度落到地板上，肯定会打破。现在，在地板上放一块泡沫塑料垫。我们尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让它落到泡沫塑料垫上，看看鸡蛋会不会被打破。,在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里;跳高时在下落处要放海绵垫子;从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等.这样做的目的是为了缓冲.而在某些情况下，我们又不希望缓冲，比如用铁锤钉钉子.,

10、船靠岸时边缘上的废旧轮胎,生活中的应用,摩托车头盔里的衬垫,生活中的应用,生活中的应用,动量定理与动能定理,动量与动能 1、动量是矢量，动能是标量 两者都是表示运动状态的物理量。 2、冲量与功：冲量是力的作用效果在时间上的累积，功是力的作用效果在空间上的累积。 动量定理与动能定理 1、动量定理说明合外力的冲量等于物体动量的增量； 动能定理说明合外力所做的功等于物体动能的增量。 Ft =pp=m v m v W总= Fs =Ek2Ek1=m v22/2 m v12/2 2 、前者是从时间上说明力对物体作用的效果，后者 是从空间上说明力对物体作用的效果。,已知鸟的质量为1kg，身长为15cm，鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，飞机的速度为600m/s，试求鸟对飞机的撞击所产生压强的大小。,这道题，能给你带来怎样的思考呢？在我