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1、动量定理动量定理动量定理动量定理 冲量冲量冲量冲量1.21.2 动量动量正确答案正确答案复习提问复习提问碰撞中的不变量是什么？碰撞中的不变量是什么？是物体的质量是物体的质量 m 跟速度跟速度 v的乘积，即的乘积，即mv.思考题思考题1.动量的定义是什么？2.动量在国际单位制中的单位是什么？3.动量是状态量还是过程量？4.动量是矢量还是标量？5.阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？6.动量改变量 是矢量还是标量？答：质量与速度的乘积，即答：质量与速度的乘积，即P=mv.答：是状态量答：是状态量.答：是矢量，方向就是答：是矢量，方向就是v 的方向的方向.答：是矢量答：是矢量.答：答：kgm/s
2、.动量的变化动量的变化动量的变化动量的变化 p p 某段运动过程（或时间间隔）某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量末状态的动量p 跟跟初状态的动量初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化的矢量差，称为动量的变化（或动量的（或动量的增量增量），即），即 1 1、动量变化的三种情况：、动量变化的三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 P PPP p = p p=m v2 2、同一直线上同一直线上动量变化的运算：动量变化的运算： P PP PPP P PPPP PPP P PPPPP规定好正方向规定好正方向P PPP3 3、不不在在同同一一直直线线上上
3、的的动动量量变变化化的的运算，遵循运算，遵循平行四边形定则平行四边形定则：PPP PPPPP也称也称三角形法则三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端动量的变化动量的变化 p举例举例 一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图所示）。碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 负号表示P 的方向与正方向相反，即碰撞前后钢球动量改变的大小为1.2kgm/s, 方向水平向左。 碰撞前后钢球的动量变化为解：取水平向右为正方向，设碰撞前后钢球的动量分别为P、P PPx实验一：鸡蛋落地
4、的不同效果实验一：鸡蛋落地的不同效果 猜想：猜想：效果不同的原因是什么？效果不同的原因是什么？观察思考思路点拨：思路点拨：用牛顿第二定律和运动学公式推导理论探究理论探究问题情景：问题情景：假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v，试探究合外力F的表达式。理论探究理论探究由牛顿第二定律可知由于故又加速度为 得解：物体动量的变化率等于物体所受合外力公式的物理意义物体动量的变化率等于它所受合外力物体动量的变化率等于它所受合外力.牛顿第二定律牛顿第二定律的另一种形式的另一种形式思考讨论动量的变化的原因是什么呢？动量的变化的原因是什么呢？
5、而牛顿第二定律告诉我们，而牛顿第二定律告诉我们，加速度是由物体所受的合外力产生的。加速度是由物体所受的合外力产生的。而速度的变化是因为有加速度而速度的变化是因为有加速度动量的变化与速度的变化有关动量的变化与速度的变化有关结论：动量的变化与合外力有关结论：动量的变化与合外力有关解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手解决单个物体的动量变化可以从牛顿运动定律入手 动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理由动量定理Ft = p 得得F= p/t, 即即动量
6、的变化率等于物动量的变化率等于物体所受的合力体所受的合力。当动量变化较当动量变化较快快时，物体所受合力时，物体所受合力较大，反之则小较大，反之则小; 当动量均匀变化时当动量均匀变化时, 物体所受合力物体所受合力为恒力。为恒力。 动量的变化率动量的变化率: pF1F2t试比较试比较试比较试比较F F1 1与与与与F F2 2的大小？的大小？的大小？的大小？由由变形得变形得末动量末动量初动量初动量合合 外外 力力 与与 作作用用 时时 间间 乘乘 积积合合 力力冲冲 量量动动 量量变变 化化发展空间发现：发现：发现：发现：动量的变化与力的时间积累效果有关动量的变化与力的时间积累效果有关动量的变化与
7、力的时间积累效果有关动量的变化与力的时间积累效果有关. . 上式说明，如果我们考察一个物体运动过程的始末，那么在这一过程中物体所受合力与作用时间的乘积等于物体动物体所受合力与作用时间的乘积等于物体动量的变化量的变化，这个结论叫做动量定理动量定理（theorem of momentum） 物理学中把力与力的作用时间的乘积力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量冲量（impulse）.如果用I代表冲量， 用p表示过程始末动量的改变量，那么动量定理也可以写为一、动量定理一、动量定理1.内容：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量2.表达式：或直线运动、曲线运动；宏观、微观.单个物体、系统；矢量性：和方向
8、相同3.理解：适用性： 恒力、变力；因果关系：一定时, t 越小F 就越大，t 越大F 就越小。冲量是动量变化的原因F一定时，t越小P就越小，t越大P就越大。t一定时， P越小F就越小，t越大P就越大。t 越大F 就越小缓冲装置缓冲装置缓冲装置缓冲装置动量定理在生活中应用动量定理在生活中应用 在在P 一定时，往往通过减小一定时，往往通过减小t 以获得到较大的力以获得到较大的力F，通过增大，通过增大t 以获得到较小的力以获得到较小的力F. 在在t 一定时，往往通过增大一定时，往往通过增大P以获得到较大的力以获得到较大的力F，通过减小通过减小P以获得到较小的力以获得到较小的力F.动量定理的适用范围
9、动量定理的适用范围动量定理的适用范围动量定理的适用范围1 1 1 1、动量定理不但适用于动量定理不但适用于动量定理不但适用于动量定理不但适用于恒力恒力恒力恒力，也适用于随时间变，也适用于随时间变，也适用于随时间变，也适用于随时间变化的化的化的化的变力变力变力变力，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的F F F F应理解为变应理解为变应理解为变应理解为变力在作用时间内的力在作用时间内的力在作用时间内的力在作用时间内的平均值平均值平均值平均值；2 2 2 2、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以
10、解决匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动的问题，的问题，的问题，的问题，还可以解决还可以解决还可以解决还可以解决曲线运动曲线运动曲线运动曲线运动中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题；3 3 3 3、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于宏观低速宏观低速宏观低速宏观低速物体，也适用于物体，也适用于物体，也适用于物体，也适用于微观微观微观微观现象和现象和现象和现象和变速变
11、速变速变速运动问题。运动问题。运动问题。运动问题。 动量定理的动量定理的优点优点：不考虑中间过程，：不考虑中间过程，只考虑初末状态。只考虑初末状态。二、冲量（二、冲量（I I ）2.定义式：1.定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。4.特点：冲量是过程量（反映了力对时间的积累效应反映了力对时间的积累效应反映了力对时间的积累效应反映了力对时间的积累效应） 冲量是矢量（方向由力的方向决定，若为恒定方方向由力的方向决定，若为恒定方方向由力的方向决定，若为恒定方方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同）向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同）向的力，则冲量的方向跟这力的方向
12、相同）向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同）3.单位：牛顿.秒（Ns）力的空间积累力的空间积累力的空间积累力的空间积累使动能发生变化使动能发生变化使动能发生变化使动能发生变化N Nm m（J J）标标标标量量量量W= FS功功力的时间积累力的时间积累力的时间积累力的时间积累使动量发生变化使动量发生变化使动量发生变化使动量发生变化N NS S矢矢矢矢量量量量I=Ft冲量冲量冲量冲量 冲量与功有什么区别？冲量与功有什么区别？思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考：思考： 用水平力用水平力F F推一静止在水平地面上推一静止在水平地面上质量为质量为m m的物体，经过时间的物体，经过时间t t，物
13、体向前运，物体向前运动了一段位移动了一段位移s s。请问这段时间内，力。请问这段时间内，力F F的的冲量和所做的功分别为多大？重力的冲量冲量和所做的功分别为多大？重力的冲量和所做的功分别为多大？和所做的功分别为多大？ 一个质量为一个质量为0.18kg的垒球，以的垒球，以25m/s的水平速度飞的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为。若球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球，球棒对垒球的平均作用力有多大？的平均作用力有多大？沙场练兵沙场练兵 解：解：取垒球飞来的方向为正方向，设垒球的初、
14、末动量分别为P、P则： 由动量定理知垒球所受的平均作用力为： 负号表示力的方向与正方向相反，即与垒球飞来的方向相反。 垒球受平均作用力的大小为1260N。动量定理的应用步骤动量定理的应用步骤动量定理的应用步骤动量定理的应用步骤1 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；4 4、选定正方向，确定在物理过程中研、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；究对象的动量的变化；5 5、根据动量定理列方程，统一单位后、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。代入数据求解。2 2、明确物理过程：受力分析，求出合、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；外力的冲量；3
15、 3、明确研究对象的初末状态及相应的、明确研究对象的初末状态及相应的动量；动量；1 1 1 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？子就很容易钻入木块，这是为什么？子就很容易钻入木块，这是为什么？子就很容易钻入木块，这是为什么？思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论 建筑工人或蹦极运动员身上
16、绑的安全带建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？小实验小实验小实验小实验非弹性绳断非弹性绳断非弹性绳断非弹性绳断橡皮绳不断橡皮绳不断橡皮绳不断橡皮绳不断思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论 报道报道报道报道1 1 1 1、1962196219621962年，一架年，一架年，一架年，一架“子爵号子爵号子爵号子爵号”客机，在美客机，在美客机，在美客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁
17、，十七人丧生。十七人丧生。十七人丧生。十七人丧生。 报道报道报道报道2 2 2 2、1980198019801980年，年，年，年，一架英国的一架英国的一架英国的一架英国的“鸽式鸽式鸽式鸽式”战斗机在威夫士地区战斗机在威夫士地区战斗机在威夫士地区战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，上空与一只秃鹰相撞，上空与一只秃鹰相撞，上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹飞机坠毁，飞行员弹飞机坠毁，飞行员弹飞机坠毁，飞行员弹射逃生射逃生射逃生射逃生 问题：小小飞禽何以能撞毁飞机问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？这样的庞然大物？思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论科学漫步科学漫步科学漫步科学漫
18、步 1 1、汽车的碰撞试验、汽车的碰撞试验1 1）汽车的安全气囊的）汽车的安全气囊的保护作用保护作用2 2）轿车前面的发）轿车前面的发动机舱并不是越坚动机舱并不是越坚固越好固越好 2 2、了解历史上关于运动量度的争论、了解历史上关于运动量度的争论实 验 鸡蛋从一定的高度落到地板上，肯定会打鸡蛋从一定的高度落到地板上，肯定会打破。现在，在地板上放一块泡沫塑料垫。我们破。现在，在地板上放一块泡沫塑料垫。我们尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让它尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让它落到泡沫塑料垫上，看看鸡蛋会不会被打破。落到泡沫塑料垫上，看看鸡蛋会不会被打破。 在在日日常常生生活活中中，有有不
19、不少少这这样样的的事事例例：跳跳远远时时要要跳跳在在沙沙坑坑里里; ;跳跳高高时时在在下下落落处处要要放放海海绵绵垫垫子子; ;从从高高处处往往下下跳跳，落落地地后后双双腿腿往往往往要要弯弯曲曲; ;轮轮船船边边缘缘及及轮轮渡渡的的码码头头上上都都装装有有橡橡皮皮轮轮胎胎等等. .这这样样做做的的目目的的是是为为了了缓缓冲冲. .而而在在某某些些情情况况下下，我我们们又又不不希希望望缓缓冲冲，比比如如用用铁铁锤锤钉钉钉子钉子. .船靠岸时边缘上的废旧轮胎船靠岸时边缘上的废旧轮胎生活中的应用生活中的应用生活中的应用生活中的应用摩托车头盔里的衬垫摩托车头盔里的衬垫生活中的应用生活中的应用生活中的应
20、用生活中的应用生活中的应用生活中的应用生活中的应用生活中的应用动量定理与动能定理动量与动能动量与动能 1 1、动量是矢量，动能是标量、动量是矢量，动能是标量 两者都是表示运动状态两者都是表示运动状态的物理量。的物理量。 2 2、冲量与功：冲量是力的作用效果在时间上的累积，、冲量与功：冲量是力的作用效果在时间上的累积，功是力的作用效果在空间上的累积。功是力的作用效果在空间上的累积。动量定理与动能定理动量定理与动能定理1 1、动量定理说明合外力的冲量等于物体动量的增量；、动量定理说明合外力的冲量等于物体动量的增量； 动能定理说明合外力所做的功等于物体动能的增量。动能定理说明合外力所做的功等于物体动
21、能的增量。 Ft =pp=m v m v W总总= Fs =Ek2Ek1=m v22/2 m v12/2 2 2 、前者是从时间上说明力对物体作用的效果，后者、前者是从时间上说明力对物体作用的效果，后者 是从空间上说明力对物体作用的效果。是从空间上说明力对物体作用的效果。 已知鸟的质量为已知鸟的质量为1kg1kg，身长为，身长为1515cmcm，鸟与飞机相撞面积鸟与飞机相撞面积S=0.01mS=0.01m2 2，飞机的速度飞机的速度为为600m/s600m/s，试求鸟对飞机的撞击所产生压，试求鸟对飞机的撞击所产生压强的大小。强的大小。 这道题，能给你带来怎样的思考呢？这道题，能给你带来怎样的思
22、考呢？在我们的天空中飘浮着很多的太空垃圾，在我们的天空中飘浮着很多的太空垃圾，如火箭的碎片，卫星的残骸等等，这些人如火箭的碎片，卫星的残骸等等，这些人类文明的产物也在危险着人类，所以我们类文明的产物也在危险着人类，所以我们面临的问题就是如何治理宇宙空间的这些面临的问题就是如何治理宇宙空间的这些垃圾？垃圾？ 课后思考课后思考课后思考课后思考 巩固练习巩固练习: : l. l.一个人慢行和跑步时，不小心与迎面的一棵树一个人慢行和跑步时，不小心与迎面的一棵树相撞，其感觉有什么不同相撞，其感觉有什么不同? ?请解释请解释. . 2.2.人人下下楼楼梯梯时时往往往往一一级级一一级级往往下下走走，而而不不是是直直接接往下跳跃七八级，这是为什么往下跳跃七八级，这是为什么? ?
