《高二物理人教版选修3-5课件：第16章 动量守恒定律 第2节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理人教版选修3-5课件：第16章 动量守恒定律 第2节（49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 第二节动量和动量定理 课前预习 1 定义运动物体的 和它的 的乘积叫做物体的动量 2 表达式p 3 单位 符号 4 方向动量是矢量 它的方向与 方向相同 动量 质量 速度 mv 千克米每秒 kg m s 1 速度的 1 动量的变化因为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个发生了 动量p就发生变化 2 动量的变化量 1 定义 物体在某段时间内 与 的矢量差 也是矢量 p 2 p p p 此式为矢量式 若p p不在同一直线上时 要用 定则 或矢量三角形定则 求矢量差 若在同一直线上 先规定正方向 再用正 负表示p p 可用 p p p 进行代数运算
2、求解 动量的变化量 变化 末动量 初动量 p p 平行四边形 mvt mv0 1 定义 与 的乘积叫力的冲量 2 表达式I 3 方向冲量是矢量 冲量的方向与 方向一致 冲量的方向跟 的方向一致 4 冲量的单位在国际单位制中是 符号 冲量 力 力的作用时间 F t 力的 动量变化 牛顿 秒 N s 1 内容物体在一个过程始末动量的 等于它在这个过程中 的冲量 2 表达式 或 3 动量定理的应用碰撞时可产生冲击力 要增大这种冲击力就要设法 冲击力的作用时间 要防止冲击力带来的危害 就要减小冲击力 设法 其作用时间 动量定理 变化量 所受力 mv mv F t t p p I 减少 延长 判一判 1
3、 动量大的物体惯性一定大 2 物体的动量相同 其动能一定也相同 3 做直线运动的物体速度增大时 动量的变化量 p的方向与运动方向相同 4 冲量是矢量 其方向与恒力的方向相同 5 力越大 力对物体的冲量越大 6 若物体在一段时间内 其动量发生了变化 则物体在这段时间内的合外力一定不为零 C A 减小球的动量的变化量B 减小球对手作用力的冲量C 减小球的动量变化率D 延长接球过程的时间来减小动量的变化量解析 篮球的动量变化量一定 所以球对手的冲量也一定 A B D错误 由动量定理F t p 可知 t增大 减小了球的动量变化率 C正确 解析 用铁锤猛击 气功师 身上的石板令其碎裂 作用时间很短 铁锤
4、对石板的冲量很小 石板的动量几乎不变 气功师 才不会受伤害 课内探究 提示 不是 动量是矢量 其变化量为2mv 探究一对动量的理解 1 动量的性质 1 瞬时性求动量时要明确是哪一物体在哪一状态 时刻 的动量 p mv中的速度v是瞬时速度 2 矢量性动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同 有关动量的运算 如果物体在一条直线上运动 则选定一个正方向后 动量的矢量运算就可以转化为代数运算了 3 相对性指物体的动量与参考系的选择有关 选不同的参考系时 同一物体的动量可能不同 通常在不说明参考系的情况下 物体的动量是指物体相对地面的动量 2 动量与速度 动能的区别和联系 1 动量与速度a 区别 速度描述物
5、体运动的快慢和方向 动量在描述物体运动方面更进一步 更能体现运动物体的作用效果 b 联系 动量和速度都是描述物体运动状态的物理量 都是矢量 动量的方向与速度方向相同 p mv 2 动量和动能的比较 特别提醒 动量是矢量 比较两个物体的动量时 不能仅比较大小 也应比较方向 只有大小相等 方向相同的两个动量才能相等 1 若开始时足球的速度是4m s 方向向右 踢球后 球的速度为10m s 方向仍向右 如图甲 则足球的初动量p 方向 足球的末动量p 方向 在这一过程中足球动量的改变量 p 方向 2 若足球以10m s的速度撞向球门门柱 然后以3m s速度反向弹回 如图乙 则这一过程中足球的动量改变量
6、是 方向 动能改变量是 1 6kg m s 向右 4kg m s 向右 2 4kg m s 向右 5 2kg m s 向左 18 2J 解题指导 1 切记动量是矢量 其方向与速度方向相同 2 动量的变化量 p p p是矢量式 当p p在同一直线上时 可规定正方向 将矢量运算转化为代数运算 解析 1 取向右为正方向 初 末动量分别为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 方向向右动量的改变量为 p p p 2 4kg m s 方向向右 解析 物体的动量大 其质量不一定大 故其惯性不一定大 A错误 做匀速圆周运动的物体 其速
7、度方向时刻变化 故其动量一定变化 B错误 由p mv知C错误 D正确 D 探究二对冲量的理解 甲同学说 汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零 乙同学说 小孩给汽车的推力的冲量不为零 汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零 谁说得对 提示 小孩给汽车的推力的冲量大小为I F t 汽车没动说明它所受的合力为零 故其合外力的冲量为零 1 对冲量的理解 1 冲量是过程量 冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应 与某一过程相对应 2 冲量的矢量性 冲量是矢量 在作用时间内力的方向不变时 冲量的方向与力的方向相同 如果力的方向是变化的 则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同 3 冲量的绝
8、对性 冲量仅由力和时间两个因素决定 具有绝对性 2 冲量的计算 1 单个力的冲量 利用公式I Ft计算 2 合力的冲量 如果是一维情形 可以化为代数和 如果不在一条直线上 求合冲量遵循平行四边形定则 两种方法 可分别求每一个力的冲量 再求各冲量的矢量和 另外 如果各个力的作用时间相同 也可以先求合力 再用公式I合 F合 t求解 变力的冲量 用动量定理列式求解 特别提醒 1 冲量是矢量 求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积 2 判断两个力的冲量是否相同 必须满足冲量的大小和方向都相同 缺一不可 A 解析 力作用一段时间便有了冲量 而力作用一段时间后 物体的运动状态发生了变化 物体的动
9、量也发生了变化 因此说冲量使物体的动量发生了变化 A选项正确 只要有力作用在物体上 经历一段时间 这个力便有了冲量I Ft 与物体处于什么状态无关 物体运动状态的变化情况 是所有作用在物体上的力共同产生的效果 所以B选项不正确 物体所受冲量I Ft与物体动量的大小p mv无关 C选项不正确 冲量的方向与物体运动的方向无关 故D选项不正确 提示 人落地动量变化一定 屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间 依动量定理可知 这样就减小了地面对人的冲力 探究三对动量定理的理解和应用 1 对动量定理的理解 1 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因 2 动量定理的表达式是矢量式 它说明合外力的冲量
10、跟物体动量变化量不仅大小相等 而且方向相同 运用动量定理主要是一维的问题 要注意正方向的规定 2 动量定理的应用 1 应用动量定理F t p定性解释常见物理现象 由上式可以看出如果保持 p一定 则力作用的时间越短 冲力就越大 因此在需要增大作用力时 可尽量减少作用的时间 如打击 碰撞等由于作用时间短 作用力往往较大 反之 作用时间越长 力F就越小 因此在需要减小作用力的时候 可想办法延长力的作用时间 如利用海棉或弹簧的缓冲作用来延长作用时间 达到减小作用力的目的 2 应用I p求变力的冲量 如果物体受到大小 方向不变的力的作用 既可以应用F t求力的冲量 也可以应用物体动量改变 p的大小和方向
11、来替代力的冲量 如果物体受到大小 方向改变的力的作用 则不能直接用F t求变力的冲量 这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变 p的大小和方向 替代变力的冲量 3 应用动量定理解题的一般步骤a 选定研究对象 明确运动过程 b 进行受力分析和运动的初 末状态分析 c 选定正方向 根据动量定理列方程求解 1 不计铁锤受的重力 铁锤钉钉子的平均作用力是多大 2 考虑铁锤受的重力 铁锤钉钉子的平均作用力又是多大 g取10m s2 3 比较 1 和 2 讨论是否要计铁锤的重力 答案 1 200N 方向竖直向下 2 205N 方向竖直向下 3 见解析 D 解析 人跳远从一定高度落下 落地前的速度一定 则初动
12、量相同 落地后静止 末动量一定 所以人下落过程的动量变化量 p一定 因落在沙坑上作用的时间长 落在水泥地上作用时间短 根据动量定理Ft p t长F小 故D对 素养提升 根据力与运动的独立性原理 动量定理也可记为Fxt px Fyt py 即某一方向上的力的冲量只能引起这个方向上的动量变化 而不引起其他方向的动量变化 动量定理分量式的应用技巧 1 分别求出碰撞前后x y方向小球的动量变化 px py 2 分析说明小球对木板的作用力的方向 解析 1 x方向 动量变化为 px mvsin mvsin 0y方向 动量变化为 py mvcos mvcos 2mvcos 方向沿y轴正方向 2 根据动量定理可知 木板对小球作用力的方向沿y轴正方向 根据牛顿第三定律可知 小球对木板作用力的方向沿y轴负方向 课堂达标 课时作业
