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1、2动量和动量定理,第十六章动量守恒定律,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.理解动量和动量的变化及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量. 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,一、动量,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，被碰翻的肯定不是大汽车.这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关，而且与质量有关,知识探究,导学探究,(1)什么是动量？动量的方向如何确定？做匀速圆周运动的物体动量是否变化？,答案,答案运动物体的质量和速度的乘积是动量动量的方向与速度的方向
2、相同物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，方向时刻改变，故动量发生变化,(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，其方向与v的方向相同,动量和动量的变化量： (1)对动量p 的理解 动量的矢量性：动量是 (填“矢”或“标”)量，方向与 相同，运算遵循平行四边形定则 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 (2)对动量变化ppp的理解 矢量性：与 的方向相同,知识梳理,mv,矢,速度的方向,速度变化,答案,若p、p不在一条直线上，要用 求矢量差 若p
3、、p在一条直线上，先规定 ，再用正、负表示p、p，则可用ppp 进行代数运算 (3)动量pmv与动能Ek mv2的区别 动量是矢量，而动能是 当速度发生变化时，物体的动量发生变化，而动能 (填“一定”或“不一定”)发生变化,答案,平行四边形定则,正方向,mvmv,标量,不一定,下列关于动量的说法正确的是() A.质量大的物体的动量一定大 B.质量和速率都相同的物体的动量一定相同 C.一个物体的动量改变，它的动能一定改变 D.一个物体的动能变化，它的动量一定改变,即学即用,解析答案,解析根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，故A错误； 又因为动量是矢量，它的方向与速度
4、的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故B错误； 一个物体的动量改变，可能只是速度方向改变，速度大小不变，如匀速圆周运动.故动能不一定改变，C项错误； 物体的动能变化，则它的速度大小就一定发生了变化，它的动量也一定发生了变化，故D正确. 答案D,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与恒力F及作用时间t的关系.,导学探究,图1,答案,答案这个物体在碰撞过程中的加速度a vv 根据牛顿第二定律Fma 由得Fm vv 整理得：
5、Ftm(vv)mvmv 即Ftmvmvp.,对动量定理和冲量概念的理解 (1)冲量 冲量的定义式：I . 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. 冲量是 (填“矢”或“标”)量，冲量的方向与相同. (2)动量定理 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.,答案,知识梳理,Ft,过程,时间,力F的方向,矢,动量变化量,动量定理的数学表达式： ，其中F为物体受到的 . (3)对动量定理的理解 动量定理反映了 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
6、所受的 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.,答案,Ftmvmv,合外力,合外力的冲量,合外,(1)(多选)下列关于冲量概念和动量定理的说法正确的是( ) A.冲量是矢量，其方向与力的方向相同 B.力越大，力对物体的冲量越大 C.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 D.不管物体做什么运动，在相同的时间内重力的冲量相同,即学即用,ACD,答案,(2)运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物？,答案,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，反之就越小.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
7、为了增大作用时间以减小物品受到的作用力.,返回,例1羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s，假设球飞来的速度为50 m/s，运动员将球以100 m/s的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g，试求： (1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；,一、对动量及变化量的理解,典例精析,解析答案,解析以羽毛球飞来的方向为正方向，则 p1mv11010350 kgm/s0.5 kgm/s. p2mv210103100 kgm/s1 kgm/s 所以动量的变化量pp2p11 kgm/s0.5 kgm/s1.5 kgm/s. 即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kgm/s，
8、方向与羽毛球飞来的方向相反. 答案1.5 kgm/s，方向与羽毛球飞来的方向相反,(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量.,解析答案,解析羽毛球的初动能：Ek 12.5 J，羽毛球的末动能：Ek 50 J.所以EkEkEk37.5 J. 答案37.5 J,总结提升,总结提升,动量和动能的比较,总结提升,二、冲量及冲量的计算,例2在倾角为37、足够长的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，求物体下滑2 s 的时间内，物体所受各力的冲量.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8),解析答案,总结提升,解析物体沿斜面下滑的过程中，受重力、支
9、持力和摩擦力的作用.冲量IFt，是矢量. 重力的冲量IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向竖直向下. 支持力的冲量IFNFNtmgcos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直于斜面向上. 摩擦力的冲量IFfFftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上. 答案见解析,总结提升,总结提升,1.求冲量大小时，一定要注意哪个力在哪一段时间内的冲量，只要力不为零，一段时间内的冲量就不为零. 2.公式IFt只适合于计算恒力的冲量，若是变力的冲量，可考虑用以下方法求解： (1)用动量定理求冲量. (2)若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求冲量. (3)若给出了力
10、F随时间t变化的图象，可用Ft图象与t轴所围的面积求冲量.,例3篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时，两手随球迅速收缩至胸前.这样做可以() A.减小球对手的冲量 B.减小球对手的冲击力 C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量,三、动量定理的理解和应用,解析答案,总结提升,解析由动量定理Ftp知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B正确. 答案B,总结提升,总结提升,应用动量定理分析有关现象主要有两个方面的问题 (1)物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小.如本题所述现象. (2)
11、作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小.例如，杂耍中，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.,例4质量m70 kg的撑竿跳高运动员从h5.0 m高处落到海绵垫子上，经t11 s后停止，则该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t20.1 s停下，则沙坑对运动员的平均冲力约为多少？(g 取10 m/s2),解析答案,总结提升,返回,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
12、下落的时间t 1 s 下落到海绵垫子上时，mg(tt1) t10 代入数据，解得 1 400 N 下落到沙坑中，mg(tt2) t20 代入数据，解得 7 700 N. 答案1 400 N7 700 N,总结提升,返回,总结提升,总结提升,返回,2.用动量定理进行定量计算时注意： (1)列方程前首先选取正方向； (2)分析速度时一定要选取同一参考系，一般是选地面为参考系； (3)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意动量的变化量是末动量减去初动量.,返回,1.(多选)下面关于物体动量和冲量的说法正确的是() A.物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 B.物体所受
13、合外力冲量不为零，它的动量一定要改变 C.物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向 D.物体所受合外力越大，它的动量变化就越快,达标检测,1,2,3,解析答案,4,解析由Ftp知，Ft0，即动量一定变化，Ft越大，p越大，但动量不一定大，它还与初态的动量有关，故A错误，B正确； 冲量不仅与p大小相等，而且方向相同，所以C正确； 由F 知，物体所受合外力越大，动量的变化率 越大，即动量变化越快，D正确. 答案BCD,1,2,3,4,2.(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是() A.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 B.掉在水
14、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 C.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 D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地 上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长,答案,CD,1,2,3,4,3.质量为1 kg的物体做直线运动，其速度时间图象如图2所示.则物体在前10 s内和后10 s内所受合外力的冲量分别是(),A.10 Ns,10 Ns B.10 Ns，10 Ns C.0,10 Ns D.0，10 Ns,图2,解析由图象可知，在前10 s内初、末状态的动量相同，p1p25 kgm/s，由动量定理知I10；在后10 s内末状态的
15、动量p35 kgm/s，由动量定理得I2p3p210 Ns，故正确答案为D.,D,1,2,3,4,解析答案,4.0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向. (1)则小球与地面碰撞前后的动量变化量为多少？,解析答案,1,2,3,4,1,2,3,4,解析小球与地面碰撞前的动量为： p1m(v1)0.2(6) kgm/s1.2 kgm/s 小球与地面碰撞后的动量为 p2mv20.24 kgm/s0.8 kgm/s 小球与地面碰撞前后动量的变化量为 pp2p12 kgm/s 答案2,(2)若小球与地面的作用时间为0.2 s，则小球受到地面的平均作用力为多少？,解析答案,返回,解析由动量定理得 (Fmg)tp 所以F mg N0.210 N12 N，方向竖直向上. 答案12，方向竖直向上,1,2,3,4,本课结束,更多精彩内容请登录：,
