高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理課件 新人教版選修3-5.ppt

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成才之路 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修3 5 動量守恒定律 第十六章 第二節(jié)動量和動量定理 第十六章 雞蛋從一米多高的地方落到地板上 肯定會被打破 現在 在地板上放一塊泡沫塑料墊 我們盡可能把雞蛋舉得高高的 然后放開手 讓雞蛋落到泡沫塑料墊上 看雞蛋會不會被打破 思考其中的道理 1 定義運動物體的 和它的 的乘積叫做物體的動量 2 表達式p 3 單位 符號 4 方向動量是矢量 它的方向與 方向相同 動量 質量 速度 mv 千克米每秒 kg m s 1 速度的 1 動量的變化因為p mv 是矢量 只要m的大小 v的大小和v的方向三者中任何一個發(fā)生了 動量p就發(fā)生變化 2 動量的變化量 1 定義 物體在某段時間內 與 的矢量差 也是矢量 p 2 p p p 此式為矢量式 若p p不在同一直線上時 要用 定則 或矢量三角形定則 求矢量差 若在同一直線上 先規(guī)定正方向 再用正 負表示p p 可用 p p p 進行代數運算求解 動量的變化量 變化 末動量 初動量 p p 平行四邊形 mvt mv0 1 定義 與 的乘積叫力的沖量 2 表達式I 3 方向沖量是矢量 沖量的方向與 方向一致 沖量的方向跟 的方向一致 4 沖量的單位在國際單位制中是 符號 沖量 力 力的作用時間 F t 力的 動量變化 牛頓 秒 N s 1 內容物體在一個過程始末動量的 等于它在這個過程中 的沖量 2 表達式 或 3 動量定理的應用碰撞時可產生沖擊力 要增大這種沖擊力就要設法 沖擊力的作用時間 要防止沖擊力帶來的危害 就要減小沖擊力 設法 其作用時間 動量定理 變化量 所受力 mv mv F t t p p I 減少 延長 一 對動量的理解1 動量是狀態(tài)量求動量時要明確是哪一物體在哪一狀態(tài) 時刻 的動量 p mv中的速度v是瞬時速度 2 動量的矢量性動量的方向與物體的瞬時速度的方向相同 有關動量的運算 如果物體在一條直線上運動 則選定一個正方向后 動量的矢量運算就可以轉化為代數運算了 3 動量的相對性指物體的動量與參考系的選擇有關 選不同的參考系時 同一物體的動量可能不同 通常在不說明參考系的情況下 物體的動量是指物體相對地面的動量 4 動量與速度 動能的區(qū)別和聯(lián)系 1 動量與速度a 區(qū)別 速度描述物體運動的快慢和方向 動量在描述物體運動方面更進一步 更能體現運動物體的作用效果 b 聯(lián)系 動量和速度都是描述物體運動狀態(tài)的物理量 都是矢量 動量的方向與速度方向相同 p mv 特別提醒 動量是矢量 比較兩個物體的動量時 不能僅比較大小 也應比較方向 只有大小相等 方向相同的兩個動量才能相等 2015年8月在中國大學生校園足球比賽中 一足球運動員踢一個質量為0 4kg的足球 1 若開始時足球的速度是4m s 方向向右 踢球后 球的速度為10m s 方向仍向右 如圖甲 則足球的初動量p 方向 足球的末動量p 方向 在這一過程中足球動量的改變量 p 方向 2 若足球以10m s的速度撞向球門門柱 然后以3m s速度反向彈回 如圖乙 則這一過程中足球的動量改變量是 方向 動能改變量是 答案 1 1 6kg m s方向向右 4kg m s方向向右 2 4kg m s方向向右 2 5 2kg m s方向向左 18 2J 解析 1 取向右為正方向 初 末動量分別為p mv 0 4 4kg m s 1 6kg m s 方向向右p mv 0 4 10kg m s 4kg m s 方向向右動量的改變量為 p p p 2 4kg m s 方向向右 二 對沖量的理解1 對沖量的理解 1 沖量是過程量 沖量描述的是作用在物體上的力對時間的積累效應 與某一過程相對應 2 沖量的矢量性 沖量是矢量 在作用時間內力的方向不變時 沖量的方向與力的方向相同 如果力的方向是變化的 則沖量的方向與相應時間內物體動量變化量的方向相同 3 沖量的絕對性 沖量僅由力和時間兩個因素決定 具有絕對性 2 沖量的計算 1 單個力的沖量 利用公式I Ft計算 2 合力的沖量 如果是一維情形 可以化為代數和 如果不在一條直線上 求合沖量遵循平行四邊形定則 兩種方法 可分別求每一個力的沖量 再求各沖量的矢量和 另外 如果各個力的作用時間相同 也可以先求合力 再用公式I合 F合 t求解 變力的沖量 用動量定理列式求解 特別提醒 1 沖量是矢量 求沖量的大小時一定要注意是力與其對應的時間的乘積 2 判斷兩個力的沖量是否相同 必須滿足沖量的大小和方向都相同 缺一不可 如圖所示 一個小孩沿水平方向用最大的力F推靜止在水平地面上的小汽車 但推了很久時間t都無法使它運動 就這個問題兩個同學展開討論 甲同學說 汽車沒動是因為小孩給汽車的推力的沖量為零 乙同學說 小孩給汽車的推力的沖量不為零 汽車沒動是因為它所受的合力的沖量為零 誰說的對 答案 乙說的對 解析 小孩給汽車的推力的沖量大小為I F t 汽車沒動說明它所受的合力為零 故其合外力的沖量為零 三 對動量定理的理解和應用1 對動量定理的理解 1 動量定理反映了合外力的沖量是動量變化的原因 2 動量定理的表達式是矢量式 它說明合外力的沖量跟物體動量變化量不僅大小相等 而且方向相同 運用動量定理主要是一維的問題 要注意正方向的規(guī)定 2 動量定理的應用 1 應用動量定理F t p定性解釋常見物理現象 由上式可以看出如果保持 p一定 則力作用的時間越短 沖力就越大 因此在需要增大作用力時 可盡量減少作用的時間 如打擊 碰撞等由于作用時間短 作用力往往較大 反之 作用時間越長 力F就越小 因此在需要減小作用力的時候 可想辦法延長力的作用時間 如利用海棉或彈簧的緩沖作用來延長作用時間 達到減小作用力的目的 2 應用I p求變力的沖量 如果物體受到大小 方向不變的力的作用 既可以應用F t求力的沖量 也可以應用物體動量改變 p的大小和方向來替代力的沖量 如果物體受到大小 方向改變的力的作用 則不能直接用F t求變力的沖量 這時可以求在該力沖量作用下物體動量改變 p的大小和方向 替代變力的沖量 3 應用動量定理解題的一般步驟a 選定研究對象 明確運動過程 b 進行受力分析和運動的初 末狀態(tài)分析 c 選定正方向 根據動量定理列方程求解 質量為m的重錘 以速度v打在木樁上 打擊后重錘的速度為零 已知作用時間為t 現在需要求出重錘對木樁的平均作用力 填寫下列空白 1 研究對象應選 2 研究過程是 3 應注意的問題是 4 解題的依據是 5 解題結果是 關于動量的變化 下列說法正確的是 A 做直線運動的物體速度增大時 動量的增量 p的方向與運動方向相同B 做直線運動的物體速度減小時 動量的增量 p的方向與運動方向相反C 物體的速度大小不變時 動量的增量 p為零D 物體做曲線運動時 動量的增量一定不為零 對動量及動量變化的理解 紹興一中2013 2014學年高二下學期期末 關于動量的概念 下列說法正確的是 A 運動物體在任一時刻的動量方向 一定是該時刻的速度方向B 物體的加速度不變 其動量一定不變C 動量越大的物體 其速度一定越大D 物體的動量越大 其慣性也越大答案 A 解析 本題側重于準確理解動量概念 動量具有瞬時性 任一時刻物體的動量方向 即為該時刻的速度方向 選項A正確 加速度不變 則物體的速度的變化恒定 而運動的速度均勻變化 故其動量也均勻變化 選項B錯誤 物體的動量大小由物體質量及速度大小共同決定 故物體的動量越大 其速度不一定越大 選項C錯誤 慣性由物體質量決定 物體的動量越大 其質量并不一定越大 慣性也不一定越大 故選項D錯誤 關于沖量 下列說法正確的是 A 沖量是物體動量變化的原因B 作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零C 動量越大的物體受到的沖量越大D 沖量的方向就是物體運動的方向 對沖量的理解 解析 力作用一段時間便有了沖量 而力作用一段時間后 物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化 物體的動量也發(fā)生了變化 因此說沖量使物體的動量發(fā)生了變化 A選項正確 只要有力作用在物體上 經歷一段時間 這個力便有了沖量I Ft 與物體處于什么狀態(tài)無關 物體運動狀態(tài)的變化情況 是所有作用在物體上的力共同產生的效果 所以B選項不正確 物體所受沖量I Ft與物體動量的大小p mv無關 C選項不正確 沖量的方向與物體運動的方向無關 故D選項不正確 答案 A 運動員向球踢了一腳 如圖 踢球時的力F 100N 球在地面上滾動了t 10s停下來 則運動員對球的沖量為 A 1000N sB 500N sC 零D 無法確定答案 D解析 滾動了t 10s是地面摩擦力對足球的作用時間 不是踢球的力的作用時間 由于不能確定人作用在球上的時間 所以無法確定運動員對球的沖量 用0 5kg的鐵錘把釘子釘進木頭里 打擊時鐵錘的速度v 4 0m s 如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)? 打擊的作用時間是0 01s 那么 1 不計鐵錘受的重力 鐵錘釘釘子的平均作用力是多大 2 考慮鐵錘受的重力 鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大 g取10m s2 動量定理的應用 3 比較 1 和 2 討論是否要計鐵錘的重力 古時有 守株待兔 的寓言 設兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時即可致死 若兔子與樹樁發(fā)生碰撞 作用時間為0 2s 則被撞死的兔子的奔跑的速度可能是 A 1m sB 1 5m sC 2m sD 2 5m s答案 CD 如圖所示 雜技表演時 ?？煽匆娪腥擞描F錘猛擊放在 大力士 身上的條石 石裂而人不傷 試分析其中的道理 用動量定理定性解釋物理現象 從高處跳到低處時 為了安全 一般都要屈腿 如圖所示 這樣做是為了 A 減小沖量B 減小動量的變化量C 增大與地面的沖擊時間 從而減小沖力D 增大人對地面的壓強 起到安全作用 答案 C解析 人落地動量變化一定 屈腿下蹲延緩了人落地時動量變化所用的時間 依動量定理可知 這樣就減小了地面對人的沖力 故C正確