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1、动量量 守守 恒恒 定定 律律第第 十十 六六 章章 2 2 动量和动量定理动量和动量定理1青苗辅导1. 理解理解动动量的概念，知道量的概念，知道动动量和量和动动量量变变化均化均为为矢量；会矢量；会计计算一算一维维情况下的情况下的动动量量变变化。化。2. 理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与动动量量变变化的关系。化的关系。3. 理解理解动动量定理的确切含量定理的确切含义义，掌握其表达式。，掌握其表达式。4. 能运用能运用动动量定理解量定理解释释有关有关现现象和解决象和解决实际问题实际问题。学习目标2青苗辅导 鸡鸡蛋蛋在在同同学学们们生生活活中中是
2、是常常见见的的，印印象象中中又又是是很很容容易易破破碎碎的的。本本节节课课首首先先通通过过一一个个 “瓦瓦碎碎蛋蛋全全”的的实实验验导导入入新新课课。这这是是同同学学们们魔魔术术或或者者杂杂技技中中常常见见的的很很感感难难以以置置信信的的游游戏戏，很很能能引引起起学学生生的的好好奇奇心心，激激发发出出学学生生探探究究的的热热情情。在在讲讲解解动动量量定定理理时时，再再次次通通过过跳跳远远、跳跳高高、铁铁锤锤钉钉钉钉子子等等生生活活中中常常见见的的现现象象提提出出问问题题，导导入入新新课课，使使学学生生体体会会到到物物理理在在生生活活中中是是无无处处不不在在的的，一一些些司司空空见见惯惯的的现现
3、象象通通过过物物理理有有了了明明确确的的认认识识，从从而而激激发发学学生学习物理的兴趣。生学习物理的兴趣。 矢矢量量，同同学学们们都都比比较较熟熟悉悉了了，但但矢矢量量的的变变化化量量的的计计算算掌掌握握的的还还不不太太好好。新新课课讲讲授授围围绕绕本本节节的的重重点点：动动量量、动动量量的的变变化化量量、冲冲量量等等概概念念的的理理解解、方方向向及及大大小小的的计计算算，对对动动量量定定理理的的理理解解和和应应用用展展开开。例例题题设设计计主主要要是是针针对对：1. 动动量量、动动量量变变化化量量、冲冲量量、动动量量定定理理等等概概念念的的理理解解; 2. 动动量量的的变变化化量量、冲冲量量
4、大大小小的的计计算算和和方方向向的的判判断断; 3. 运运用用动动量量定定理理解解题题的的思思路路和和规规范范的的解解题题步步骤骤；4. 运运用用动动量量定定理理求求解解变变力力问问题题和和多多过过程程问问题题；5. 运运用动量定理解释常见现象等。用动量定理解释常见现象等。设计思路3青苗辅导新课导入4青苗辅导 在在上上节节课课探探究究的的问问题题，对对于于发发生生碰碰撞撞的的两两个个物物体体，在在碰碰撞前后物体的什么量可能保持不撞前后物体的什么量可能保持不变变? 两两物物体体的的质质量量和和速速度度的的乘乘积积 m 在在碰碰撞撞前前后后可可能能保保持持不不变变，这这让让人人们们认认识识到到 m
5、 这个物理量具有有特特别别的的意意义义。物物理理学学中中把把它定它定义为动义为动量，用字母量，用字母 p表示表示，p = m。5青苗辅导笛卡儿：笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动最先提出动量具有守恒性思想，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。的方向性。牛顿：把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体牛顿：把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量，更清楚的表示动的质量和速度的乘积叫做动量，更清楚的表示动量的守恒性和方向性。量的守恒性和方向性。惠更斯：明确提出动量的守恒性惠更斯：明确提出动量的守恒性和方向性。和
6、方向性。6青苗辅导在物理学中，把物体的质量在物理学中，把物体的质量 m 和速度和速度 的乘积叫做的乘积叫做物体的动量物体的动量 p，用公式表示为，用公式表示为 在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是是 kgm/s是状态量，与某一时刻相对应是状态量，与某一时刻相对应1. 定义：定义：p = m2. 单位：单位：3. 对动量的理解对动量的理解(2) 瞬时性瞬时性:(1) 矢量性矢量性: 方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同(3) 相对性相对性: 物体的动量与参考系的选择有关，物体的动量与参考系的选择
7、有关，中学阶段常中学阶段常以地球为参考系以地球为参考系新课讲授7青苗辅导ppp动动量的量的变变化等于末状化等于末状态动态动量减初状量减初状态态的的动动量，其方向与量，其方向与的方向相同：（在同一直的方向相同：（在同一直线线上的上的问题问题采用代数运算）采用代数运算）5. 动动量的量的变变化（化（ p）(1)定定义义：物体的末：物体的末动动量与初量与初动动量的矢量差叫做物体量的矢量差叫做物体动动量的量的 变变化化(2) 表达式：表达式： p = m动动量的量的变变化也叫化也叫动动量的增量或量的增量或动动量的改量的改变变量。量。不在同一条直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则8青苗辅导试讨论以
8、下几种运动的动量变化情况试讨论以下几种运动的动量变化情况物体做匀速直线运动物体做匀速直线运动物体做自由落体运动物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量大小、方向均不变动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小不变动量方向时刻改变，大小不变？思思 考考 与与讨 论9青苗辅导1. 动动量和量和动动能都是描述物体运能都是描述物体运动过动过程中的某一状程中的某一状态态。2. 动动量是矢量，量是矢量，动动能是能是标标
9、量。量。 动动量量发发生生变变化化时时，动动能不一定能不一定发发生生变变化，化，动动能能发发生生变变化化时时，动动量一定量一定发发生生变变化。化。3. 动动量与量与动动能的定量关系能的定量关系动动量量发发生生变变化化速度大小改速度大小改变变方向不方向不变变速度大小不速度大小不变变方向改方向改变变速度大小和方向都改速度大小和方向都改变变动动能改能改变变动动能改能改变变动动能不能不变变拓拓展展10青苗辅导例例1 一一个个质质量量m= 0.1 kg 的的钢钢球球，以以 = 6 m/s 的的速速度度水水平平向向右右运运动动，碰碰到到一一个个坚坚硬硬物物后后被被弹弹回回，沿沿着着同同一一直直线线以以=
10、6 m/s 的的速速度度水水平平向向左左运运动动，如如图图所所示示。碰碰撞撞前前后后钢钢球球的的动动量量各各是是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？典典 例例 探探 究究11青苗辅导在日常生活中，有不少这样的事例：在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎 而在某些情况下，我们又不希望缓冲，比如用铁锤钉而在某些情况下，我们又不希望缓
11、冲，比如用铁锤钉钉子，这是为什么呢？钉子，这是为什么呢？这样做的目的是为了缓冲这样做的目的是为了缓冲？思思 考考 与与 交交 流流12青苗辅导分分分分 析析析析由牛顿第二定律有：由牛顿第二定律有：F = ma加速度：加速度：整理得：整理得： Ft = m m0即：即：F 作用了时间作用了时间 tFF013青苗辅导1.定定义义：在物理学中，把力与力的作用：在物理学中，把力与力的作用时间时间的乘的乘积积叫做力的叫做力的冲量。冲量。2. 公式：公式：I = Ft 单单位，在国位，在国际单际单位制中位制中时时牛牛秒（秒（Ns）(1) 冲量是冲量是矢量矢量，作用力的方向不，作用力的方向不变时变时其方向与
12、力的方向相同其方向与力的方向相同。(2) 冲量是冲量是过过程量程量，是力，是力对时间对时间的的积积累效累效应应。(3) 冲量和功不同冲量和功不同，恒力在一段，恒力在一段时间时间内可能不做功，但一定有内可能不做功，但一定有 冲量。冲量。(4) 冲量的冲量的计计算要明确求哪个力的冲量算要明确求哪个力的冲量，还还是物体的合外力的是物体的合外力的 冲量。冲量。I = Ft 只能求恒力的冲量。只能求恒力的冲量。14青苗辅导例例2 把一个质量把一个质量 m = 2 kg的小球沿水平方向抛出，不计空气的小球沿水平方向抛出，不计空气阻力，经阻力，经 t = 5 s，求小球受到的重力的冲量，求小球受到的重力的冲
13、量I。(取取g=10m/s2)例例3 如如图图所所示示，物物体体静静止止在在水水平平地地面面上上，先先用用水水平平恒恒力力 F1拉拉物物体体，然然后后用用水水平平恒恒力力F2 拉拉物物体体，这这两两个个力力作作用用的的时时间间分分别别为为 t1和和t2 ，求物体受，求物体受 F1、F2 作用的合冲量。作用的合冲量。F1F2I = mgt = 100 Ns，方向，方向竖竖直向下直向下I合合 = F1t1 + F2t2典典 例例 探探 究究15青苗辅导 物体物体在一个过程始末的在一个过程始末的动量变化动量变化等于它在这个过等于它在这个过程中所受力的程中所受力的冲量冲量。p = Ft16青苗辅导对动
14、量定理的理解对动量定理的理解动动量量的的变变化化率率：动动量量的的变变化化跟跟发发生生这这一一变变化化所所用用的的时时间间的的 比比值值。由由动动量量定定理理，得得 ，可可见见，动动量量的的变变化化率率等等于于物物体体所所受受的的合合力力。当当动动量量变变化化较较快快时时，物物体体所所受受合合力力较较大大，反反之之较较小；当小；当动动量均匀量均匀变变化化时时，物体所受合力，物体所受合力为为恒力恒力。17青苗辅导 在在实实际际中中我我们们常常遇遇到到变变力力作作用用的的情情况况，比比如如用用铁铁锤锤钉钉钉钉子子，球球拍拍击击乒乒乓乓球球等等，钉钉子子和和乒乒乓乓球球所所受受的的作作用用力力都都不
15、不是是恒恒力力，这这时时变变力力的的作作用用效效果果可可以以等等效效为为某某一一个个恒恒力力的的作作用，则该恒力就叫变力的平均值。用，则该恒力就叫变力的平均值。3. 动动量定理的适用范量定理的适用范围围 : 动动量定理不但适用于恒力，也适量定理不但适用于恒力，也适用于随用于随时间变时间变化的化的变变力。力。对对于于变变力力，动动量定理中的量定理中的 F 应应理理解解为变为变力在作用力在作用时间时间内的内的平均平均值值。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。18青苗辅导鸡蛋从高处下落是否会被打破鸡蛋从高处下落是否会被打破？ 鸡鸡蛋蛋从从某某一一高高度度下下落落，分分别别与与石石头头和和
16、海海绵绵垫垫接接触触前前的的速速度度是是相相同同的的，也也即即初初动动量量相相同同，碰碰撞撞后后速速度度均均变变为为零零，即即末末动动量量均均为为零零，因因而而在在相相互互作作用用过过程程中中鸡鸡蛋蛋的的动动量量变变化化量量相相同同。而而两两种种情情况况下下的的相相互互作作用用时时间间不不同同，与与石石头头碰碰时时作作用用时时间间短短，与与海海绵绵垫垫相相碰碰时时作作用用时时间间较较长长，由由 Ft =p 知知，鸡鸡蛋蛋与与石石头头相相碰碰时时作作用用大大，会会被被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。海海绵石石头？想想 一一 想想19
17、青苗辅导 例例 4 一一个个质质量量 m = 0.18 kg 的的垒垒球球，以以0 = 25 m/s 的的水水平平速速度度飞飞向向球球棒棒，被被球球棒棒打打击击后后，反反向向水水平平飞飞回回，速速度度的的大大小小变变为为 = 45 m/s。设设球球棒棒与与垒垒球球的的作作用用时时间间 t = 0.01 s，求求球球棒棒对对垒垒球的平均球的平均作用力。作用力。典典 例例 探探 究究20青苗辅导运用动量定理解题的一般步骤1. 确定研究确定研究对对象：一般象：一般为单为单个物体；个物体；2. 明确物理明确物理过过程：受力分析，求出合外力的冲量；程：受力分析，求出合外力的冲量；3. 明确研究明确研究对
18、对象的初末状象的初末状态态及相及相应应的的动动量；量；4. 选选定正方向，确定在物理定正方向，确定在物理过过程中研究程中研究对对象的象的动动量的量的变变化；化；5. 根据根据动动量定理列方程，量定理列方程，统统一一单单位后代入数据求解。位后代入数据求解。21青苗辅导 为为什什么么我我们们通通常常用用铁铁锤锤钉钉钉钉子子，而而跳跳远远时时却却要要跳入沙坑中？跳入沙坑中？对于钉钉子：缩短作用时间，增大作用力。对于钉钉子：缩短作用时间，增大作用力。对于跳沙坑：延长作用时间，减小作用力。对于跳沙坑：延长作用时间，减小作用力。？想想 一一 想想22青苗辅导瓷器包装水果套袋高空蹦极23青苗辅导一、一、动动
19、量量1. 质质量和速度的乘量和速度的乘积积叫做物体的叫做物体的动动量量2. 公式：公式：p = m3. 动动量是矢量，方向与速度方向一致量是矢量，方向与速度方向一致二、冲量二、冲量1. 定定义义：力与力的作用：力与力的作用时间时间的乘的乘积积叫做力的冲量。叫做力的冲量。2. 公式：公式：I = Ft3. 冲量是矢量，方向与作用力方向一致冲量是矢量，方向与作用力方向一致三、三、动动量定理量定理1. 定定义义：物体在一个：物体在一个过过程始末的程始末的动动量量变变化量等于它在化量等于它在这这个个过过程中所受力的冲量。程中所受力的冲量。2. 表达式：表达式：Ft = p p课堂总结24青苗辅导1.
20、关于关于动动量的量的变变化，下列化，下列说说法正确的是（法正确的是（ ） A. 在直在直线线运运动动中，物体的速度增大中，物体的速度增大时时，动动量的增量量的增量 p 的方向和运的方向和运动动方向相同方向相同 B. 在直在直线线运运动动中，物体的速度减小中，物体的速度减小时时，动动量的增量量的增量 p 的方向和运的方向和运动动方向相反方向相反 C. 物体的速度大小不物体的速度大小不变时变时，动动量的增量量的增量 p 为为零零 D. 物体做曲物体做曲线线运运动时动时，动动量的增量量的增量 p 一定不一定不为为零零ABD课堂测试A+25青苗辅导2. 关于冲量，下列关于冲量，下列说说法正确的是（法正
21、确的是（ ） A. 冲量是物体冲量是物体动动量量变变化的原因化的原因 B. 作用在静止的物体上的力的冲量一定作用在静止的物体上的力的冲量一定为为零零 C. 动动量越大的物体受到的冲量越大量越大的物体受到的冲量越大 D. 冲量的方向就是物体受力的方向冲量的方向就是物体受力的方向A26青苗辅导3. 把把重重物物压压在在纸纸带带上上，用用一一水水平平力力缓缓缓缓拉拉动动纸纸带带，重重物物跟跟着着物物体体一一起起运运动动，若若迅迅速速拉拉动动纸纸带带，纸纸带带将将会会从从重重物物下抽出，解下抽出，解释这释这一一现现象的正确象的正确说说法是法是 ( )A. 在在缓缓慢拉慢拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给
22、物体的摩擦力大物体的摩擦力大B. 在迅速拉在迅速拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给物体的摩擦力小物体的摩擦力小C. 在在缓缓慢拉慢拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给重物的冲量大重物的冲量大D. 在迅速拉在迅速拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给重物的冲量小重物的冲量小CD27青苗辅导答案：答案：3 N4. 一一质质量量m= 100 g 的小球从的小球从 h=0.8 m 高高处处自由下落到自由下落到一个一个软垫软垫上，若从小球接触上，若从小球接触软垫软垫到小球陷至最低点到小球陷至最低点经经历历了了t= 0.2 s，不，不计计空气阻力。求空气阻力。求这这段段时间时间内内软垫对软垫对小球的作用力大小。（取小球的作用力大小。（取 g =10 m/s2） 28青苗辅导
