高中物理选修3-5第一章第1节：动量定理(精品课件)

是状态量。一、动量1、概念：在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。2、定义式：P=mv3、单位：千克米每秒，符号是kg·m/s4、对动量的理解：（2）瞬时性：（1）矢量性：运算遵循平行四边形定则（3）相对性：物体的动量与参考系的选择有关mpmvEK22122kmEp2讨论一下动量和动能的关系1.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3.定量关系：动量发生变化速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能不变若速度变化,ΔEk可能为零kg·m2/s2（J）标量Ek=mv2/2动能若速度变化,则Δp一定不为零kg·m/s（N·S）矢量p=mv动量动量与动能有什么区别？动量与动能间量值关系：2kpmE思考与讨论mpmvEK22122例1．两小球的质量分别是m1和m2，且m1=2m2，当它们的动能相等时，它们的动量大小之比是.1:2动量的变化p1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p’跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即2、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。PP′p=p'-p3、同一直线上动量变化的运算：ΔPPP′ΔPP′PP′ΔPP′P′1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如何？规定正方向PP′ΔP课堂练习2、质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰撞时间极短，离地时速率为v2，在碰撞过程中，钢球动量变化为多少？课堂练习１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为I=Ft2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·S二.冲量3、冲量是矢量：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4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应。t0F0FtO由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。思考与讨论？如果在一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？公式I=Ft中的F必须取平均值思考与讨论？动量的变化与速度的变化有关，而速度的变化是因为有加速度，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。'vvat'vvFmt牛顿第二定律推导动量的变化设置物理情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v变为v’，如是图所示：分析：由牛顿第二定律知：而加速度定义有：变形可得：F=ma联立可得：'Ftmvmv=⊿p/t这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。表明：动量的变化与力的时间积累效果有关。三、动量定理1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的增量。这就是动量定理。2、表达式：'FtmvmvpI或3、加深理解：1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同：合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。动量定理的适用范围1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。例3．质量为m的物体放在水平地面上，在与水平面成角的拉力F作用下由静止开始运动，经时间t速度达到v，在这段时间内拉力F和重力mg冲量大小分别是()A．Ft，0B．Ftcos,0C．mv,0D．Ft,mgtDFvmg例4．如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中(g=10m/s2)，求：（1）重力的冲量；（2）支持力的冲量；（3）合外力的冲量.mg【解析】此题物体下滑过程中各力均为恒力，所以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解.mg合外力的冲量IF合=F合·t=mgsin300t=20N·s.由牛顿第二定律F=ma得，下滑的加速度a=g·sin=5m/s2.22102,5stssa由s=at2/2得下滑时间重力的冲量IG=mg·t=2×10×2N·s=40N·s.3支持力的冲量IF=F·t=mgcos300·t=20N·s，动量定理的应用步骤1、确定研究对象：一般为单个物体；4、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。2、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；动量定理解释生活现象①△P一定，t短则F大，t长则F小；由Ft=ΔP可知：②t一定，F大则△P大，F小则△P小；③F一定，t长则△P大，t短则△P小。——缓冲装置生活中的应用包装用的泡沫材料船靠岸时边缘上的废旧轮胎生活中的应用生活中的应用1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（）A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量B、动量是描述物体运动状态的物理量C、冲量是物体动量变化的原因D、冲量是描述物体状态的物理量ABC课堂练习2、对于力的冲量的说法，正确的是（）A、力越大，力的冲量就越大B、作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大C、F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小，等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同D、静置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，经时间t始终处于静止状态，则此推力的冲量为零B3、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（）A、甲物体受到的冲量大B、乙物体受到的冲量大C、两个物体受到的冲量大小相等D、无法判断C4、玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与水泥地撞击过程中（）A、玻璃杯的动量较大B、玻璃杯受到的冲量较大C、玻璃杯的动量变化较大D、玻璃杯的动量变化较快D5、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了（）CA、减小冲量B、减小动量的变化量C、增长与地面作用时间，从而减小冲力D、增大人对地面的压强，起到安全作用课后练习1．将0.5kg小球以10m/s的速度竖直向上抛出，在3s内小球的动量变化的大小等于______kg·m/s，方向______；若将它以10m/s的速度水平抛出，在3s内小球的动量变化的大小等于______kg·m/s，方向______。2．在光滑水平桌面上停放着A、B小车，其质量mA＝2mB，两车中间有一根用细线缚住的被压缩弹簧，当烧断细线弹簧弹开时，A车的动量变化量和B车的动量变化量之比为______。3．重力10N的物体在倾角为37°的斜面上下滑，通过A点后再经2s到斜面底，若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，则从A点到斜面底的过程中，重力的冲量大小______N·s，方向______；支持力的冲量大小______N·S，方向______；摩擦力的冲量大小______N·s。方向______；合外力的冲量大小______N·s，方向______。4．质量为1kg的物体从高5m处的平台以1m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求物体落地时的动量。(g=10m/s2)5．质量为10kg的铁锤，从某一高度处落下后与立在地面上的木桩相碰，碰前速度大小为10m/s，碰后静止在木桩上，若铁锤与木桩的作用时间为0.1s。求：铁锤受到的平均冲力。（此题为作业题！）下次课再见