《2018-2019学年高中物理第十六章动量守恒定律16.2动量和动量定理课件新人教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理第十六章动量守恒定律16.2动量和动量定理课件新人教版选修（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 动量和动量定理,读一读思一思,辨一辨议一议,一、阅读教材第6页“动量”部分,理解动量的确切含义和表达式,会计算一维情况下的动量变化。 1.物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量。公式:p=mv,单位:kgm/s,读作“千克米每秒”。 2.动量的特征是什么? 答案:(1)动量是状态量,它与某一时刻相关。 (2)动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。 3.动量有什么物理意义? 答案:速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。 4.什么是动量的变化量? 答案:物体在某段时间内末动量p与初动量p的矢量差(也是矢量), p=p-p(矢量式)。,读一读思
2、一思,辨一辨议一议,二、动量定理 阅读教材第78页“动量定理”部分,理解冲量的概念;理解动量定理的确切含义。 1.冲量 (1)定义:力F与力的作用时间t的乘积叫作力的冲量。 (2)写出其表达式和单位。 答案:表达式:I=F(t-t)。单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛秒,符号是Ns。 (3)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。,读一读思一思,辨一辨议一议,2.动量定理 (1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。这个关系叫做动量定理。 (2)表达式:F(t-t)=mv-mv或I=p-p。 (3)说明:对于变力的冲量,动量定理中的F应理解为变力在作
3、用时间内的平均值。,读一读思一思,辨一辨议一议,1.思考辨析。 (1)动量相同的物体运动方向不一定相同。 ( ) 解析:动量相同指动量的大小和方向均相同,而动量的方向就是物体运动的方向,故动量相同的物体运动方向一定相同。 答案: (2)动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。 ( ) 解析:如果物体受到变力的作用则不能直接用F(t-t)求变力的冲量,这时可以求出该力作用下物体动量的变化量p,等效代换变力的冲量I。 答案:,读一读思一思,辨一辨议一议,2.探究讨论。 (1)冲量与功的区别是什么? 答案:冲量表示作用力在时间上的累积效果;功表示作用力在空间上的累积效果。 (2)动量始终保持在一条直线
4、上时如何运算? 答案:选定一个正方向,动量、动量的变化量,用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅表示方向,不表示大小)。 (3)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: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为了增大作用时间以减小物品受到的作用力。,探究一,探究二,探究三,对动量的理解 问题导引 如图所示,质量为m的小球以速度v与挡板发生碰撞,若以大小不变的速度反向弹回,碰撞前后动量是否相等? 要点提示:不相等,这是由于碰撞前、后动量方向发生了变化。,探究一,
5、探究二,探究三,名师精讲 1.动量 (1)动量是状态量,进行动量运算时,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)动量的相对性: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。,探究一,探究二,探究三,2.(1)动量的变化量p=p-p是矢量式,p、p、p间遵循平行四边形定则,如图所示。 (2)p的计算 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; 当p、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。,探究一,探究二,探究三,3.与动能的区别与联系 (1
6、)区别:动量是矢量,动能是标量。 (2)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为 。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题1】 一质量m=0.2 kg的皮球从高H=0.8 m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度h=0.45 m。试求:球与地面相互作用前、后时刻的动量以及球与地面相互作用过程中的动量变化。 解析:以向下的方向为正,则由 得 与地面接触时的速度v1=4 m/s 此时的动量大小p1=mv1=0.8 kgm/s,方向向下,为正。 球刚离开地面时的速度v2=3 m/s 此时的动量大小p2=mv2=0.6 kg m/s,方向向上,为负。 所以p=p2-p1=(-0.6
7、 kgm/s)-0.8 kgm/s=-1.4 kgm/s,负号表示方向向上。 答案:p1=0.8 kgm/s,方向向下 p2=0.6 kgm/s,方向向上 p=1.4 kgm/s,方向向上,探究一,探究二,探究三,归纳总结动量变化量的求解方法 1.若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算。 2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则。,探究一,探究二,探究三,变式训练1关于物体的动量,下列说法中正确的是( ) A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向 B.物体的动能不变,其动量一定不变 C.动量越大的物体,其速度一定越大 D.物体
8、的动量越大,其惯性也越大 解析:动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻物体的速度方向,选项A正确;动能不变,若速度方向变化,动量也发生了变化,B项错误;物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定,故物体的动量大,其速度不一定大,选项C错误;惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项D错误。 答案:A,探究一,探究二,探究三,对冲量的理解 问题导引 如图所示,同样的鸡蛋从同一高度落到沙坑和水泥地上,我们会看到不同的效果,为什么会这样呢? 要点提示:作用时间不同导致作用力不同。,探究一,探究二,探究三,名师精讲 1.对冲量
9、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一段时间的积累效应,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。,探究一,探究二,探究三,2.冲量的计算 (1)若物体受到恒力的作用,力的冲量的数值等于力与作用时间的乘积,冲量的方向与恒力方向一致;若力为同一方向均匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算;若力为一般变力,则不能直接计算冲量。 (2)若知F-t图象,图线与时间轴围成的面积就是力的冲量。如图所示。 (3)冲量的计算公式I=Ft既适用于计算某个恒
10、力的冲量,又可以计算合力的冲量。如果计算分力的冲量,必须明确是哪个分力的冲量;若计算合力的冲量,一个物体的动量变化p与合力的冲量具有等效代换关系。,探究一,探究二,探究三,求各力的冲量或者合力的冲量,首先判断是否是恒力,若是恒力,可直接用力与作用时间的乘积,若是变力,要根据力的特点求解,或者利用动量定理求解。 特别提醒(1)计算冲量时,一定要明确是计算分力的冲量还是合力的冲量。如果是计算分力的冲量,还必须明确是哪个分力的冲量。 (2)作用力和反作用力的冲量大小相等、方向相反,即I=-I。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题2】 如图所示,在倾角=37的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜
11、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 37=0.6,cos 37=0.8),【思考问题】 物体受几个力的作用?各力的方向如何? 提示:物体受重力,方向竖直向下;支持力,方向垂直于斜面向上;摩擦力,方向沿斜面向上。,探究一,探究二,探究三,解析:重力的冲量:IG=Gt=mgt=5102 Ns=100 Ns,方向竖直向下。 支持力的冲量:IF=Ft=mgcos t=5100.82 Ns=80 Ns,方向垂直斜面向上。 摩擦力的冲量:IFf=Fft=mgcos t=0.25100.82 Ns=16 Ns,方向沿斜面向上
12、。 答案:见解析 归纳总结计算恒力的冲量必须明确力的方向,如果有多个力,则分别计算,单独注明。,探究一,探究二,探究三,变式训练2如图所示,一质量m=3 kg 的物体静止在光滑水平面上,受到与水平方向成60角的力作用,F的大小为9 N,经2 s时间,求:(g取10 m/s2) (1)物体重力冲量大小。 (2)物体受到的支持力冲量大小。 (3)力F的冲量大小。 (4)合外力的冲量大小。,探究一,探究二,探究三,解析: 对物体受力分析如图所示,则 (1)重力的冲量 IG=mgt=3102 Ns=60 Ns。 (2)支持力的冲量IFN=FNt=(mg-Fsin 60)t,(3)力F的冲量IF=Ft=
13、92 Ns=18 Ns。 (4)合外力的冲量I合=Fcos 60t=90.52 Ns=9 Ns。 答案:(1)60 Ns (2)44.4 Ns (3)18 Ns (4)9 Ns,探究一,探究二,探究三,对动量定理的理解及应用 问题导引 如图所示,跳高比赛时,在运动员落地处为什么要放很厚的海绵垫子? 要点提示:人落到海绵垫子上时,可经过较长的时间使速度减小为零,在动量变化相同的情况下,人受到的冲击力减小,从而对运动员起到保护作用。,探究一,探究二,探究三,名师精讲 动量定理的理解和应用 1.动量定理的理解 (1)动量定理的表达式mv-mv=Ft是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
14、 (2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。 (3)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。,探究一,探究二,探究三,2.动量定理的应用 (1)定性分析有关现象: 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小。 作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小。 (2)应用动量定理定量计算的一般步骤: 选定研究对象,明确运动过程。 进行受力分析和运动的初、末状态分析。 选定正方向,根据动量定理列方程求解。 应用动量定理解题时首先对物体受力分析,明确各个分力和合力是正确应用动量定理
15、的前提。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题3】同一人以相同的力量跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,这是由于( ) A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小 B.人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小 C.人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小 D.人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小 【思考问题】 同一人以相同的力量跳远时,落在沙坑里跟跳落在水泥地上时着地速度大小一样吗? 提示:由于跳远的远近一样,着地速度大小是相同的。,探究一,探究二,探究三,解析:落地前的速度是一定的,初动量是一定的,所以选项A错误;落地后静止,末动量一定,人的动量变化是一定的,选项B错误;由动量定理可知人受到
16、的冲量等于人的动量变化,所以两种情况下人受到的冲量相等,选项C错误;落在沙坑里力作用的时间长,落在水泥地上力作用的时间短,根据动量定理,在动量变化一定的情况下,时间t越长,则受到的冲力F越小,故选项D正确。 答案:D,探究一,探究二,探究三,归纳总结应用动量定理的四点注意事项 (1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量,它们的加、减运算都遵循平行四边形定则。 (2)列方程前首先要选取正方向,与规定的正方向一致的力或动量取正值,反之取负值,而不能只关注力或动量数值的大小。 (3)分析速度时一定要选取同一个参考系,未加说明时一般是选地面为参考系,同一道题目中一般不要选取不同的参考系。 (4)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,且要注意是末动量减去初动量。,探究一,探究二,探究三,变式训练3质量m=
