《高二物理选修3-5同步课件：第16章 第2节 动量和动量定理（共23张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理选修3-5同步课件：第16章 第2节 动量和动量定理（共23张PPT）（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十六章 动量守恒定律 第2节 动量和动量定理 人教版选修3 5 一 动量概念的由来 在上节课探究的问题中 发现碰撞的两个物 体 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 这让人们认识到mv这个物理量具有 特别的意义 物理学中把它定义为物体的动量 定义 物体的质量和速度的乘积 叫做物体的 动量p 用公式表示为 p mv 动量 momentum 2 单位 在国际单位制中 动量的单位是 千克 米 秒 符号是 kg m s 3 动量是矢量 方向由速度方向决定 动量的 方向与该时刻速度的方向相同 4 动量是描述物体运动状态的物理量 是状态量 5 动量是相对的 与参考系的选择有关 注意
2、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 这一时刻的瞬时速度 二 动量的变化 p 3 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 P P 4 同一直线上动量变化的运算 P P P P P PP P P P 1 定义 物体的末动量与初动量之矢量差叫做 物体动量的变化 2 表达式 P P2 P1 m v P P 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 P P 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 三 讨论一下动量和动能的关系 1 动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2 动量是
3、矢量 动能是标量 动量发生变化时 动能不一定发生变化 动能发生变化时 动量一定发生变化 3 定量关系 动量发 生变化 速度大小改变方向不变 速度大小不变方向改变 速度大小和方向都改变 动能改变 动能改变 动能不变 思考与讨论 在前面所学的动能定理中 我们知 道 动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果 那么 动量的变化又是 什么原因引起的呢 动量的变化与速度的变化有关 而速度的变化是因为有加速度 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 四 牛顿第二定律推导动量的变化 设置物理情景 质量为m的物体 在合力F的 作用下 经过一段时间t 速度由v 变为v 如 是图所示 分析
4、 由牛顿第二定律知 而加速度定义有 变形可得 F m a 联立可得 p t 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 定义 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I 用 公式表示为 I Ft 恒力的冲量 2 单位 在国际单位制中 冲量的单位是 牛 秒 符号是N s 五 冲量 impulse 3 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 4 冲量是过程量 反映了力对时间的积累 效应 力的空间积累 使动能发生变化 N m J 标 量 W FS功 力的时间积累 使动量发生变化 N S 矢 量 I Ft 冲
5、量 冲量与功有什么区别 思考与讨论 作用力与反作用力 作用力的冲量与 反作用力的冲量总是等值 反向并在同一条直线上 但是作用力的功与反作用力的功不一定相等 思考与讨论 t0 F0 F t O 由图可知F t图线与时间轴之间所围的 面 积 的大小表示对应时间t0内 力F0的冲量的大 小 变力的冲量 思考与讨论 如果在一段时间内的作用力是一个变力 又该怎样求这个变力的冲量 公式I Ft中的F必 须取平均值 六 动量定理 theorem of momentum 1 内容 物体所受合外力的冲量等于物体 的动量变化 这就是动量定理 2 表达式 或 3 加深理解 1 物理研究方法 过程量可通过状态量的变化
6、来反映 2 表明合外力的冲量是动量变化的原因 3 动量定理是矢量式 合外力的冲量方向与物体 动量变化的方向相同 合外力冲量的方向与合外 力的方向或速度变化量的方向一致 但与初动量 方向可相同 也可相反 甚至还可成角度 七 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 八
7、动量定理解释生活现象 P一定 t短则F大 t长则F小 由Ft P可知 t一定 F大则 P大 F小则 P小 F一定 t长则 P大 t短则 P小 缓冲装置 3 杂技表演时 常可看见有人用铁锤猛击放在 大力 士 身上的大石块 石裂而人不伤 这又是为什么 思考与讨论 4 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 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上 肯定会被 打破 但如果在地板上放一块泡沫塑料垫 让鸡蛋 落到泡沫塑料上 结果鸡蛋却保持完好无损 高空砸鸡蛋 生活中的应用 包装用的泡沫材料 船靠岸时边缘上的废旧轮胎 生活中的应用 科学漫步 1 汽车的碰
8、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 动量定理的应用步骤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 力的瞬时效果 牛顿第二定律 F合 ma 力对空间的积累 动能定理 W总 W1 W2 mv22 2 mv12 2 力对时间的积累 动量定理 I合 F合t p p mv mv 功 W Fscos J 标量 恒力 冲量 I Ft N s 矢量 恒力 动能 Ek mv2 2 J 标量 动量 p mv kg m s 矢量
