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?，F(xiàn)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(zhì)量,速度,mv,千克米每秒,kgms－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(nèi)________與________的矢量差(也是矢量)，Δp＝_________。 (2)Δp＝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Δp＝p′－p＝__________進行代數(shù)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,Ft,力的,動量變化,牛頓秒,Ns,1.內(nèi)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(yīng)用 碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，要增大這種沖擊力就要設(shè)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(shè)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(guān)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(zhuǎn)化為代數(shù)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(guān)，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(xiàn)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(yīng)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(zhì)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Δp＝______，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)1.6kgm/s方向向右；4kgm/s方向向右；2.4kgm/s方向向右。 (2)5.2kgm/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＝0.44kgm/s＝1.6kg m/s，方向向右 p′＝mv′＝0.410kgm/s＝4kgm/s，方向向右 動量的改變量為Δp＝p′－p＝2.4kgm/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(yīng)，與某一過程相對應(yīng)。 (2)沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時間內(nèi)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(yīng)時間內(nèi)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： ①如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則。 ②兩種方法：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Δt求解。 ③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(yīng)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＝Ft。 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(yīng)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(yīng)用 (1)應(yīng)用動量定理FΔt＝Δp定性解釋常見物理現(xiàn)象。 由上式可以看出如果保持Δp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(yīng)用I＝Δp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(yīng)用FΔt求力的沖量，也可以應(yīng)用物體動量改變Δp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FΔt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Δp的大小和方向，替代變力的沖量。,3．應(yīng)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(jù)動量定理列方程求解。,質(zhì)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(xiàn)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(yīng)選___________________； (2)研究過程是_____________________； (3)應(yīng)注意的問題是：_______________； (4)解題的依據(jù)是：_________________； (5)解題結(jié)果是：___________________。,,關(guān)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Δp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Δp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Δp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(guān)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(cè)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(zhì)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(zhì)量決定，物體的動量越大，其質(zhì)量并不一定越大，慣性也不一定越大，故選項D錯誤。,關(guān)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(jīng)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(guān)，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(chǎn)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(guān)，C選項不正確；沖量的方向與物體運動的方向無關(guān)，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．1000Ns B．500Ns C．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(yīng)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(shè)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/s B．1.5m/s C．2m/s D．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(xiàn)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。,