《高中物理 16.2 动量和动量定理课件 新人教版选修35》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 16.2 动量和动量定理课件 新人教版选修35（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 2 2 动量和动量定理动量和动量定理1. 理解动量的概念，知道动量和动量变化均为矢量；会计理解动量的概念，知道动量和动量变化均为矢量；会计算一维情况下的动量变化。算一维情况下的动量变化。2. 理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与动量变理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与动量变化的关系。化的关系。3. 理解动量定理的确切含义，掌握其表达式。理解动量定理的确切含义，掌握其表达式。4. 能运用动量定理解释有关现象和解决实际问题。能运用动量定理解释有关现象和解决实际问题。学习目标 鸡蛋蛋在在同同学学们生生活活中中是是常常见的的，印印象象中中又又是是很很容容易易破破碎碎的的。本本节课首首先
2、先通通过一一个个 “瓦瓦碎碎蛋蛋全全”的的实验导入入新新课。这是是同同学学们魔魔术或或者者杂技技中中常常见的的很很感感难以以置置信信的的游游戏，很很能能引引起起学学生生的的好好奇奇心心，激激发出出学学生生探探究究的的热情情。在在讲解解动量量定定理理时，再再次次通通过跳跳远、跳跳高高、铁锤钉钉子子等等生生活活中中常常见的的现象象提提出出问题，导入入新新课，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不不在在的的，一一些些司司空空见惯的的现象象通通过物物理理有有了了明明确确的的认识，从从而而激激发学学生学生学习物理的物理的兴趣。趣。 矢矢量量，同同学学们都都比比较熟熟悉悉了了，但但矢
3、矢量量的的变化化量量的的计算算掌掌握握的的还不不太太好好。新新课讲授授围绕本本节的的重重点点：动量量、动量量的的变化化量量、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算算，对动量量定定理理的的理理解解和和应用用展展开开。例例题设计主主要要是是针对：1. 动量量、动量量变化化量量、冲冲量量、动量量定定理理等等概概念念的的理理解解; 2. 动量量的的变化化量量、冲冲量量大大小小的的计算算和和方方向向的的判判断断; 3. 运运用用动量量定定理理解解题的的思思路路和和规范范的的解解题步步骤；4. 运运用用动量量定定理理求求解解变力力问题和和多多过程程问题；5. 运运用用动量定理解量定
4、理解释常常见现象等。象等。设计思路瓦瓦瓦瓦碎蛋碎蛋碎蛋碎蛋全全全全新课导入 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变撞前后物体的什么量可能保持不变? 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 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义为动量，用字母它定义为动量，用字母 p表示表示，p = m。笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动笛卡儿：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
5、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。和方向性。在物理学中，把物体在物理学中，把物体的质量的质量 m 和和速度速度 的乘积叫做的乘积叫做物体物体的动量的动量 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 k
6、gm/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ppp动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与其方向与的方向相同：（在同一直线上的问题采用代数运算）的方向相同：（在同一直线上的问题采用代数运算）
7、5. 动量的变化（动量的变化（ p）(1)定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的物体动量的 变化变化(2) 表达式：表达式： p = m动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。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试讨论以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
8、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 讨讨 论论1. 动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。2. 动量是矢量，动能是标量。动量是矢量，动能是标量。 动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。变化时，动量一定发生变化。3. 动量与动能的定量关系动量与动能的定量关系动量发生动量发生变化变化速度大小改变方向不变速度大小改变方向不变速度大小不变方向改
9、变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能改变动能改变动能不变动能不变拓拓展展例例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= 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
10、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，比如用铁而在某些情况下，我们又不希望缓冲，比如用铁锤钉钉子，这是为什么呢？锤钉钉子，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 tFF01.定义
11、：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。冲量。2. 公式：公式：I = Ft 单位，在国际单位制中时牛单位，在国际单位制中时牛秒（秒（Ns）(1) 冲量是冲量是矢量矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。(2) 冲量是过程量冲量是过程量，是力对时间的积累效应。，是力对时间的积累效应。(3) 冲量和功不同冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不做功，但一定有，恒力在一段时间内可能不做功，但一定有 冲量。冲量。(4) 冲量的计算要明确求哪个力的冲量冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力
12、的，还是物体的合外力的 冲量。冲量。I = Ft 只能求恒力的冲量。只能求恒力的冲量。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 =
13、 mgt = 100 Ns，方向竖直向下，方向竖直向下I合合 = F1t1 + F2t2典典 例例 探探 究究 物体在一个过程始末的物体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 = Ft对动量定理的理解对动量定理的理解2. 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，反反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合
14、力为恒力。之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。 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用，则该恒力就叫变力的平均值。作用，则该恒力就叫变力的平均值。3. 动量定理的适用范围动量定理的适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于用于随时间变化的变力。对于变力变力，动量定理中的，动量定理中的 F
15、应理应理解为变力在作用时间内的解为变力在作用时间内的平均值平均值。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。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
16、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。海海绵绵石石头头？想想 一一 想想 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球的平均作用力。垒球的平均作用力。典典 例例 探探
17、 究究运用动量定理解题的一般步骤1. 确定研究对象：一般为单个物体；确定研究对象：一般为单个物体；2. 明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；3. 明确研究对象的初末状态及相应的动量；明确研究对象的初末状态及相应的动量；4. 选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；5. 根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。 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跳入沙坑中？要跳入沙坑中？对于钉钉子：缩短作用时间，增大
18、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 想想瓷器包装水果套袋高空蹦极一、动量一、动量1. 质量和速度的乘积叫做物体的动量质量和速度的乘积叫做物体的动量2. 公式：公式：p = m3. 动量是矢量，方向与速度方向一致动量是矢量，方向与速度方向一致二、冲量二、冲量1. 定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。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、动量定理三、动量定理1. 定义：物体在一个过程始末
19、的动量变化量等于它在这个过定义：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。程中所受力的冲量。2. 表达式表达式：Ft = p p课堂总结1. 关于动量的变化，下列说法正确的是（关于动量的变化，下列说法正确的是（ ） A. 在直线运动中，物体的速度增大时，动量的增量在直线运动中，物体的速度增大时，动量的增量 p 的方向和运动方向相同的方向和运动方向相同 B. 在直线运动中，物体的速度减小时，动量的增量在直线运动中，物体的速度减小时，动量的增量 p 的方向和运动方向相反的方向和运动方向相反 C. 物体的速度大小不变时，动量的增量物体的速度大小不变时，动量的增量 p 为零为零 D
20、. 物体做曲线运动时，动量的增量物体做曲线运动时，动量的增量 p 一定不为零一定不为零ABD课堂测试A+A+2. 关于冲量，下列说法正确的是（关于冲量，下列说法正确的是（ ） A. 冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因 B. 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 C. 动量越大的物体受到的冲量越大动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A3. 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
21、纸带带将将会会从从重重物物下抽出，解释这一现象的正确说法是下抽出，解释这一现象的正确说法是 ( )A. 在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大B. 在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小C. 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小CD答案：答案：3 N4. 一质量一质量m= 100 g 的小球从的小球从 h=0.8 m 高处自由下落到高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了历了t= 0.2 s，不计空气阻力。求这段时间内软垫对，不计空气阻力。求这段时间内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）
