2018-2019學(xué)年高中物理 第十六章 動量守恒定律 16.2 動量和動量定理課件 新人教版選修3-5.ppt

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1、第十六章 動量守恒定律 第2節(jié) 動量和動量定理,一、動量概念的由來,在上節(jié)課探究的問題中，發(fā)現(xiàn)碰撞的兩個物體，它們的質(zhì)量和速度的乘積mv在碰撞前后很可能是保持不變的，這讓人們認(rèn)識到mv這個物理量具有特別的意義，物理學(xué)中把它定義為物體的動量。,、定義：物體的質(zhì)量和速度的乘積，叫做物體的動量p，用公式表示為 p=mv,動量(momentum),2、單位：在國際單位制中，動量的單位是 千克米/秒，符號是 kgm/s ；,3、動量是矢量：方向由速度方向決定，動量的方向與該時刻速度的方向相同；,4、動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量；,5、動量是相對的，與參考系的選擇有關(guān)。,注意：物體的動量，總是

2、指物體在某一時刻的動量，即具有瞬時性，故在計算時相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時刻的瞬時速度,二、動量的變化p,3、動量變化的三種情況：,大小變化、方向改變或大小和方向都改變。,4、同一直線上動量變化的運算：,1、定義：物體的末動量與初動量之矢量差叫做物體動量的變化. 2、表達式：P = P2 - P1 = m v.,,,,不在同一直線上的動量變化的運算，遵循平行四邊形定則：,P,也稱三角形法則：從初動量的矢量末端指向末動量的矢量末端,動量的變化p,三、討論一下動量和動能的關(guān)系,1、動量和動能都是描述物體運動過程中某一時刻的狀態(tài),2、動量是矢量，動能是標(biāo)量,動量發(fā)生變化時，動能不一定發(fā)生變化， 動能發(fā)生變

3、化時，動量一定發(fā)生變化,3、定量關(guān)系,動量發(fā)生變化,速度大小改變方向不變,速度大小不變方向改變,速度大小和方向都改變,動能改變,動能改變,動能不變,,思考與討論,在前面所學(xué)的動能定理中，我們知道，動能的變化是由于力的位移積累即力做功的結(jié)果，那么，動量的變化又是什么原因引起的呢？,動量的變化與速度的變化有關(guān)，而速度的變化是因為有加速度，而牛頓第二定律告訴我們，加速度是由物體所受的合外力產(chǎn)生的。,四、牛頓第二定律推導(dǎo)動量的變化,設(shè)置物理情景：質(zhì)量為m的物體，在合力F的作用下，經(jīng)過一段時間t，速度由v 變?yōu)関，如是圖所示：,分析：,由牛頓第二定律知：,而加速度定義有：,變形可得：,F = m a,聯(lián)

4、立可得：,=p/t,這就是牛頓第二定律的另一種表達形式。,表明動量的變化與力的時間積累效果有關(guān)。,、定義：作用在物體上的力和作用時間的乘積，叫做該力對這個物體的沖量I，用公式表示為 I=Ft（恒力的沖量）,2、單位：在國際單位制中，沖量的單位是牛秒，符號是Ns,五、沖量(impulse),3、沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同,4、沖量是過程量，反映了力對時間的積累效應(yīng),力的空間積累 使動能發(fā)生變化,Nm（J）,標(biāo)量,W= FS,功,力的時間積累 使動量發(fā)生變化,NS,矢量,I=Ft,沖量,沖量與功有什么區(qū)別？,思考與討論：作用力與反作用力：作用力的

5、沖量與反作用力的沖量總是等值、反向并在同一條直線上，但是作用力的功與反作用力的功不一定相等。,思考與討論,,,由圖可知F-t圖線與時間軸之間所圍的“面積”的大小表示對應(yīng)時間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。（變力的沖量）,思考與討論,如果在一段時間內(nèi)的作用力是一個變力，又該怎樣求這個變力的沖量？,公式I=Ft中的F必須取平均值,六、動量定理(theorem of momentum),1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化，這就是動量定理。,2、表達式：,或,3、加深理解：,1）物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；,2）表明合外力的沖量是動量變化的原因；,3）動量定理是矢量式，合外

6、力的沖量方向與物體動量變化的方向相同： 合外力沖量的方向與合外力的方向或速度變化量的方向一致，但與初動量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。,七、動量定理的適用范圍,1、動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力，對于變力，動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值；,2、動量定理不僅可以解決勻變速直線運動的問題，還可以解決曲線運動中的有關(guān)問題，將較難的計算問題轉(zhuǎn)化為較易的計算問題；,3、動量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運動問題。,動量定理的優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。,八、動量定理解釋生活現(xiàn)象, P一定，t短則F大，t長則F??；,由Ft=P可知：,

7、 t一定，F(xiàn)大則P大，F(xiàn)小則P??；, F一定，t長則P大，t短則P小。,緩沖裝置,3、雜技表演時，常可看見有人用鐵錘猛擊放在“大力士”身上的大石塊，石裂而人不傷，這又是為什么？,思考與討論,4、建筑工人或蹦極運動員身上綁的安全帶是有彈性的橡皮繩還是不易伸長的麻繩？,小實驗,非彈性繩斷,橡皮繩不斷,雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會被打破，但如果在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，結(jié)果雞蛋卻保持完好無損,高空砸雞蛋,生活中的應(yīng)用,包裝用的泡沫材料,船靠岸時邊緣上的廢舊輪胎,生活中的應(yīng)用,科學(xué)漫步,1、汽車的碰撞試驗,1）汽車的安全氣囊的保護作用,2）轎車前面的發(fā)動機艙并不是越堅固

8、越好,2、了解歷史上關(guān)于運動量度的爭論,動量定理的應(yīng)用步驟,1、確定研究對象：一般為單個物體；,4、選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；,5、根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。,2、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；,3、明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動量；,力的瞬時效果: 牛頓第二定律 F合=ma 力對空間的積累: 動能定理 W總=W1+W2+=mv22/2-mv12/2 力對時間的積累: 動量定理 I合=F合t=p-p=mv-mv,功 W=Fscos (J)--標(biāo)量;恒力 沖量 I=Ft (Ns) --矢量;恒力 動能 Ek=mv2/2 (J) --標(biāo)量 動量 p=mv (kgm/s)--矢量,