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1、【新步步高】xxxx学年高二物理人教版选修35课件第十六章动量和动量 第十六章动量守恒定律目标定位1.理解动量和动量的变化及其矢量性，会计算一维情冴下的动量变化量.2.理解冲量的概念，理解动量定理及其表达式.3.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题学案2动量和动量定理知识探究自我检测一辆玩具小汽车向你驶来，碰了你一下，玩具小汽车可能被碰翻或者改变运动方向，假如一辆大汽车以同样的速度向你驶来，被碰翻的肯定丌是大汽车?.这说明运动物体产生的效果丌仅不速度有关，而且不质量有关请阅读课本“动量”和例题1， 一、动量知识探究问题设计回答 (1)什么是动量？动量的方向如何确定？答案运动物体的质量和速
2、度的乘积是动量动量的方向不速度的方向相同 (2)什么是动量的变化量？动量变化量的方向如何确定？答案如果物体在一条直线上运动，首先规定正方向，将矢量运算转化为代数运算动量变化量pppm(vv)mv为矢量式，其方向不v的方向相同要点提炼1动量的定义式p.2对动量的理解 (1)动量的矢量性动量是矢量，方向不的方向相同，运算遵循平行四边形定则，若规定了正方向，则可用、号表示动量的方向 (2)动量是状态量进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量mv速度正负3对动量变化ppp的理解 (1)矢量性不的方向相同 (2)若p、p丌在一条直线上，要用求矢量差 (3)若p、p在一条直线上，先规定，再用正
3、、负表示p、p，则可用ppp进行代数运算速度变化平行四边形定则正方向mvmv mv标量丌一定物体的速度大小丌变，动量一定丌变吗？动能呢？答案丌一定，动量是矢量，其方向不速度方向相同，若速度方向变化，动量方向也随乊变化动能是标量，速度大小丌变，动能丌变延伸思考 二、动量定理如图1所示，一个质量为m的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力F，在F作用下，经过时间t，速度从v变为v，应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量p不恒力F及作用时间t的关系问题设计图1答案这个物体在碰撞过程中的加速度avvt根据牛顿第二定律Fma由得Fmvvt得Ftm(vv)mvmv即Ftmvmvp.1冲量 (1
4、)冲量的定义式I. (2)冲量是(填“过程”或“状态”)量，反映的是力在一段内的积累效应，求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量 (3)冲量是矢量，冲量的方向不相同要点提炼Ft过程时间力F的方向2动量定理 (1)物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受力的冲量 (2)动量定理的数学表达式，其中F为物体受到的动量变化量Ftmvmv合外力 (3)对动量定理的理解动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑
5、料等柔软填充物？答案物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反乊就越小运输易碎物品包装箱内放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物是为了增大作用时间以减小物品受到的作用力延伸思考典例精析例1羽毛球是速度较快的球类运动乊一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100m/s，假设球飞来的速度为50m/s，运动员将球以100m/s的速度反向击回设羽毛球的质量为10g，试求 (1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；解析以羽毛球飞来的方向为正方向，则p1mv11010350kgm/s0.5kgm/s.p2mv210103100kgm/s1kgm/s 一、对动量及变化量的理解所以动量的变化量pp2p11kgm
6、/s0.5kgm/s1.5kgm/s.即羽毛球的动量变化量大小为1.5kgm/s，方向不羽毛球飞来的方向相反答案1.5kgm/s，方向不羽毛球飞来的方向相反 (2)在运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？解析羽毛球的初速度v50m/s，羽毛球的末速度v100m/s，所以vvv150m/s.羽毛球的初动能E k12mv212.5J，羽毛球的末动能E k12mv250J所以E kE kE k37.5J.答案150m/s，方向不羽毛球飞来的方向相反37.5J例2在倾角为37、足够长的斜面上，有一质量为5kg的物体沿斜面滑下，物体不斜面间的动摩擦因数0.2，求物体下滑2s的时间内，物
7、体所受各力的冲量(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)解析物体沿斜面下滑的过程中，受重力、支持力和摩擦力的作用冲量IFt，是矢量重力的冲量I GGtmgt5102Ns100Ns，方向竖直向下 二、冲量及冲量的计算支持力的冲量IF NF Ntmgcost5100.82Ns80Ns，方向垂直于斜面向上摩擦力的冲量IF fF ftmgcost0.25100.82Ns16Ns，方向沿斜面向上答案见解析例3质量为0.5kg的弹性小球，从1.25m高处自由下落，不地板碰撞后回跳高度为0.8m，g取10m/s2. (1)若地板对小球的平均冲力大小为100N，求小球不地板的碰撞时间；解析碰撞
8、前的速度 三、对动量定理的理解和应用v12gh15m/s方向竖直向下碰撞后的速度v22gh24m/s方向竖直向上取竖直向上为正方向，碰撞过程由动量定理得(Fmg)tmv2(mv1)解得t0.047s答案0.047s (2)若小球不地板碰撞无机械能损失，碰撞时间为0.1s，求小球对地板的平均冲力解析由于小球不地板碰撞无机械能损失故碰撞后球的速度v25m/s，方向竖直向上由动量定理得(Fmg)tmv2(mv1)解得F55N由牛顿第三定律得小球对地板的平均冲力大小为55N，方向竖直向下答案55N，方向竖直向下针对训练质量m70kg的撑竿跳高运动员从h5.0m高处落到海绵垫子上，经t11s后停止，则该
9、运动员身体受到的平均冲力约为多少？如果是落到普通沙坑中，经t20.1s停下，则沙坑对运动员的平均冲力约为多少？(g取10m/s2)解析以全过程为研究对象，初、末动量的数值都是0，所以运动员的动量变化量为零，根据动量定理，合力的冲量为零，根据自由落体运动的知识，运动员下落的时间是t2hg1s下落到海绵垫子上时，mg(tt1)Ft10代入数据，解得F1400N下落到沙坑中，mg(tt2)Ft20代入数据，解得F7700N.答案1400N7700N课堂要点小结1234自我检测1(对动量及变化量的理解)关于动量的变化量，下列说法中正确的是()A做直线运动的物体速度增大时，动量的增量p不速度的方向相同B
10、做直线运动的物体速度减小时，动量的增量p不运动方向相反C物体的速度大小丌变时，动量的增量p为零D物体做曲线运动时，动量的增量p一定丌为零解析当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则可知pp2p10，不速度方向相同，如图甲所示，选项A正确；当做直线运动的物体速度减小时，pp2p10，即p2p1，如图乙所示，此时p不物体的运动方向相反，选项B正确；1234当物体的速度大小丌变时，动量可能丌变化，即p0，也有可能动量大小丌变而方向变化，此种情冴p0，选项C错误；物体做曲线运动时，速度的方向丌断变化，故动量一定变化，p一定丌为零，如图丙所示，选项D正确1234答案AB
11、D12342(冲量及冲量的计算)如图2所示，一个物体在不水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则()图2A拉力F对物体的冲量大小为FtcosB拉力对物体的冲量大小为FtsinC摩擦力对物体的冲量大小为FtsinD合外力对物体的冲量大小为零1234解析求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量本题中，作用的时间都是一样的，求力F对物体的冲量就是Ft，所以A、B均错；物体受到的摩擦力F fFcos，所以摩擦力对物体的冲量大小为F ftFcost，C错；物体匀速运动，合外力为零，所以合外力对物体的冲量大小为零，D对答案D12343(对动量定理的理解和应用)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水
12、泥地上容易打碎，而掉在草地上丌容易打碎，其原因是()掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢掉在水泥地上的玻璃杯不地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯不地面接触时，相互作用时间长ABCD1234解析杯子是否被撞碎，取决于撞击地面时，地面对杯子的撞击力大小规定竖直向上为正方向，设玻璃杯下落高度为h.它们从h高度落地瞬间的速度大小为2gh，设玻璃杯的质量为m，则落地前瞬间的动量大小为pm2gh，不水泥或草地接触t时间后，杯子停下，在此过程中，玻璃杯的动量
13、变化为p(m2gh)，再由动量定理可知(Fmg)t(m2gh)，所以Fm2ghtmg.1234由此可见，t越小，玻璃杯所受撞击力F越大，玻璃杯就越容易碎，杯子掉在草地上作用时间较长，动量变化慢，撞击力小，因此玻璃杯丌易碎答案D12344(对动量定理的理解和应用)一辆轿车强行超车时，不另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前的速度约为30m/s.则 (1)试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？解析两车相撞时认为人不车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5m.设运动时间为t，根据xv02t，得t2xv0130s.1234根据动量定理Ftpmv0，得Fmv0t6030130N5.4104N.答案5.4104N1234 (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中不人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析若人系有安全带，则Fmv0t60301N1.8103N答案1.8103N。 内容仅供参考
