原创：动量和动量定理第一课时.

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1、 动量概念的由来动量概念的由来 物理学中把mv定义为物体的动量，用p表示 上节实验探究表明，A、B两物体碰撞前后的不变量为： 即它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很可能是保持不变的 mv这个物理量具有特别的意义 、定义定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的 动量动量p p，用公式表示为用公式表示为 p=p=mvmv 动量动量 2 2、单位单位：在国际单位制中，动量的单位是：在国际单位制中，动量的单位是千克千克 米米/ /秒秒， 符符 号是号是 kgm/skgm/s ； 3 3、动量是、动量是矢量矢量：方向由：方向由速度方向速度方向决定，动量的方向与该决定

2、，动量的方向与该 时刻速度的方向相同；时刻速度的方向相同； 4 4、动量是描述物体运动状态的物理量，是、动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量状态量； 5 5、动量是、动量是相对相对的，与参考系的选择有关。的，与参考系的选择有关。 注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动 量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取 这一时刻的瞬时速度这一时刻的瞬时速度 1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到 一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向 左运动 1、碰撞前钢球的动

3、量大小？方向如何？ 规定正方向规定正方向 P P P 课堂练习课堂练习 2、碰撞后钢球的动量大小？方向如何? 3、碰撞前后钢球的动量有没有变化？ 如果有变化了多少？方向如何？ 动量的变化动量的变化 p p 1 1、某段运动过程（或时间间隔）、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量末状态的动量p p 跟跟初状态的动量初状态的动量p p的矢量差，称为动量的变化（或的矢量差，称为动量的变化（或 动量的动量的增量增量），即），即 2 2、动量变化的三种情况：、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。大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 P P PP p p = = p p p=m

4、 p=m v v 3 3、同一直线上同一直线上动量变化的运算：动量变化的运算： PP P P PP PP PP P P PP PP PP PP 规定好正方向 P P PP 不在同一直线上的动量变化的不在同一直线上的动量变化的 运算，遵循运算，遵循平行四边形定则平行四边形定则： PP P P PPPP 也称也称三角形法则三角形法则： 从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端 动量的变化动量的变化 p p 2 2、质量为、质量为m m的钢球自高处落下，以速率的钢球自高处落下，以速率 v v1 1 碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰

5、撞时间极短，离地时速率为撞时间极短，离地时速率为v v 2 2 ，在碰撞，在碰撞 过程中，钢球动量变化为多少？过程中，钢球动量变化为多少？ 课堂练习课堂练习 若速度变化若速度变化, , 动能不一定变化动能不一定变化 kgmkgm 2 2/s /s2 2 （ J J ） 标标 量量 E Ek k = mv= mv 2 2 /2/2动能动能 若速度变化若速度变化, , 则则动量一定变化动量一定变化 kgm/skgm/s （NSNS） 矢矢 量量 p=p=mvmv动量动量 动量与动能有什么区别？动量与动能有什么区别？ 动量与动能间量值关系：动量与动能间量值关系： 思考与讨论思考与讨论 同一物体，同一

6、物体，P P变，变，E E K K 不一定变；不一定变；E E K K 变，则变，则p p一定变一定变 动量的变化的原因是什么呢？动量的变化的原因是什么呢？ 而牛顿第二定律告诉我们，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动量的变化与速度的变化有关 结论：动量的变化与合外力有关结论：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解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手 牛顿第二定律推导动量的变化牛顿第二定律推导动量的变化 设置物理情景

7、设置物理情景：质量为：质量为m m的物体，在合力的物体，在合力F F的的 作用下，经过一段时间作用下，经过一段时间t t，速度由速度由v v 变为变为v v，如，如 是图所示：是图所示： 分析：分析： 由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知： 而加速度定义有：而加速度定义有： 变形可得：变形可得： F F = = mm a a 联立可得：联立可得： = = p/p/ t t 这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。表明动量的变化与力的时间积累效果有关。 物体所受的合外力等于物体物体所受的合外力等于物体“ “动量的变化率动量的变

8、化率” ” 、定义定义：作用在物体上的力和作用时间：作用在物体上的力和作用时间 的乘积，叫做该力对这个物体的冲量的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I I，用用 公式表示为公式表示为 I=FtI=Ft 2 2、单位单位：在国际单位制中，冲量的单位是：在国际单位制中，冲量的单位是 牛牛 秒秒，符号是，符号是N N s s 冲量冲量 3 3、冲量是、冲量是矢量矢量：方向由：方向由力的方向力的方向决定，若决定，若 为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的 方向相同方向相同 4 4、冲量是、冲量是过程量过程量，反映了，反映了力对时间的积累力对时间的积累 效应效应 力的空间积

9、累力的空间积累 使动能发生变化使动能发生变化 N N m m（J J） 标标 量量 W= FS 功功 力的时间积累力的时间积累 使动量发生变化使动量发生变化 N N S S 矢矢 量量 I=Ft 冲量冲量 冲量与功有什么区别？冲量与功有什么区别？ 思考与讨论思考与讨论 思考：思考： 用水平力用水平力F F推一静止在水平地面上推一静止在水平地面上 质量为质量为m m的物体，经过时间的物体，经过时间t t，物体向前运，物体向前运 动了一段位移动了一段位移s s。请问这段时间内，力。请问这段时间内，力F F的的 冲量和所做的功分别为多大？重力的冲量冲量和所做的功分别为多大？重力的冲量 和所做的功分别

10、为多大？和所做的功分别为多大？ 动量定理动量定理( (theorem of momentumtheorem of momentum) ) 1 1、内容内容：物体所受：物体所受合外力合外力的冲量等于物体的冲量等于物体 的动量变化，这就是动量定理。的动量变化，这就是动量定理。 2 2、表达式：表达式：或或 3 3、加深理解：加深理解： 1 1）物理研究方法：）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；过程量可通过状态量的变化来反映； 2 2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；）表明合外力的冲量是动量变化的原因； 3 3）动量定理是）动量定理是矢量式矢量式，合外力的，合外力的冲量冲量方向与物方向

11、与物 体体动量变化动量变化的方向相同：的方向相同： 合外力冲量合外力冲量的方向与的方向与合合 外力外力的方向或的方向或速度变化量速度变化量的的方向一致方向一致，但与初动，但与初动 量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。 动量定理的适用范围动量定理的适用范围 1 1、动量定理不但适用于、动量定理不但适用于恒力恒力，也适用于随时间变，也适用于随时间变 化的化的变力变力，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的F F应理解为变应理解为变 力在作用时间内的力在作用时间内的平均值平均值； 2 2、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动匀变

12、速直线运动的问题，的问题， 还可以解决还可以解决曲线运动曲线运动中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算 问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题； 3 3、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于宏观低速宏观低速物体，也适用于物体，也适用于 微观微观现象和现象和变速变速运动问题。运动问题。 动量定理的动量定理的优点优点：不考虑中间过程，：不考虑中间过程， 只考虑初末状态。只考虑初末状态。 课堂练习课堂练习 3 3、一个质量为、一个质量为0.01kg0.01kg的弹性小球，以的弹性小球，以 10m/s10m/s的速度在光滑的速度在光滑 水平面上运动，撞水平面上运动，撞 到前

13、方的竖直墙壁后以到前方的竖直墙壁后以8m/s8m/s的速度反向的速度反向 弹回，设碰撞时间为弹回，设碰撞时间为0.01s0.01s，求球受到，求球受到 墙壁的平均撞击力。墙壁的平均撞击力。 1222 动量定理的应用步骤动量定理的应用步骤 1 1、确定研究对象：一般为单个物体；、确定研究对象：一般为单个物体； 4 4、选定正方向，确定在物理过程中研、选定正方向，确定在物理过程中研 究对象的动量的变化；究对象的动量的变化； 5 5、根据动量定理列方程，统一单位后、根据动量定理列方程，统一单位后 代入数据求解。代入数据求解。 2 2、明确物理过程：受力分析，求出合、明确物理过程：受力分析，求出合 外

14、力的冲量；外力的冲量； 3 3、明确研究对象的初末状态及相应的、明确研究对象的初末状态及相应的 动量；动量； 4 4、一质量为、一质量为mm的小球从某一高处自由下落了的小球从某一高处自由下落了t t 1 1 时间后落到一个软垫上，若从小球接触软垫时间后落到一个软垫上，若从小球接触软垫 到小球陷至最低点经历了时间到小球陷至最低点经历了时间t t 2 2 ，则这段时间，则这段时间 内软垫对小球的冲量为多少？软垫对小球的内软垫对小球的冲量为多少？软垫对小球的 平均作用力多大？平均作用力多大？ 课堂练习课堂练习 最佳解答：选初始位置为初状态，选下陷到最低 点为末状态，则重力与F的合冲量为零，所以软 垫

15、对小球的冲量大小为mg(t1+t2)，方向竖直向上 。 软垫对小球的平均作用力大小为 ： 动量定理解释生活现象动量定理解释生活现象 PP一定，一定，t t短则短则F F大，大，t t长则长则F F小；小； 由由Ft=PFt=P可知：可知： tt一定，一定，F F大则大则PP大，大，F F小则小则PP小；小； FF一定，一定，t t长则长则PP大，大，t t短则短则PP小。小。 缓冲装置缓冲装置 1 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木、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？子就很容易钻入木块，这是为什么？ 思考与讨论思考与讨论 建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带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？是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？ 小实验小实验非弹性绳断非弹性绳断橡皮绳不断 橡皮绳不断 思考与讨论思考与讨论 报道报道1 1、19621962年，一架年，一架“子爵号子爵号”客机，在美客机，在美 国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客