高二物理：第十六章2動(dòng)量和動(dòng)量定律人教版選修ppt課件

1、2 2動(dòng)量和動(dòng)量定律動(dòng)量和動(dòng)量定律知識(shí)點(diǎn) 1 動(dòng)量及動(dòng)量的變化量1動(dòng)量(1)定義：物體的質(zhì)量 m 與速度 v 的乘積稱(chēng)為物體的動(dòng)量用字母_表示，即_.ppmv(2)動(dòng)量的矢量性：動(dòng)量既有大小，又有方向，是_動(dòng)量的方向與_的方向一致，運(yùn)算遵照矢量運(yùn)算法那么(3)單位：國(guó)際單位是千克米每秒，符號(hào)是_.(4)動(dòng)量具有相對(duì)性：選取不同的參考系，同一物體的速度能夠不同，物體的動(dòng)量也就不同，即動(dòng)量具有相對(duì)性通常在不闡明參考系的情況下，物體的動(dòng)量是指相對(duì)地面的動(dòng)量kgm/s速度矢量動(dòng)量與速度動(dòng)量與動(dòng)能區(qū)別動(dòng)量在描畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)方面更進(jìn)一步，更能表達(dá)運(yùn)動(dòng)物體的作用效果速度描畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向動(dòng)量是矢量，從運(yùn)動(dòng)

2、物體的作用效果方面描畫(huà)物體的形狀動(dòng)能是標(biāo)量，從能量的角度描畫(huà)物體的形狀聯(lián)絡(luò)動(dòng)量和速度都是描畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)形狀的物理量，都是矢量，動(dòng)量的方向與速度方向一樣，且 pmv動(dòng)量和動(dòng)能都是描畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)形狀的物理量，且(5)動(dòng)量與速度、動(dòng)能的區(qū)別和聯(lián)絡(luò)2.動(dòng)量的變化量(1)定義：物體在某段時(shí)間內(nèi)末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差，即_.ppp(2)動(dòng)量的變化量p 也是矢量，其方向與速度的改動(dòng)量v一樣(3)由于 pmv 是矢量，只需 m 的大小、v 的大小和 v 的方向三者中任何一個(gè)發(fā)生了變化，動(dòng)量 p 就發(fā)生變化(4)動(dòng)量變化量p 的計(jì)算當(dāng)物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只需選定正方向，與正方向一樣的動(dòng)量取正，反之取負(fù)假設(shè)p 是正值，

3、就闡明p 的方向與所選正方向一樣；假設(shè)p 是負(fù)值，那么闡明p 的方向與所選正方向相反當(dāng)初、末形狀動(dòng)量不在一條直線(xiàn)上時(shí)，可按平行四邊形定那么求p 的大小和方向知識(shí)點(diǎn) 2 沖量1沖量(1)概念：力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量(2)定義式：_.IFt(3)物理意義：沖量是反映力的作用對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)的物理量，力越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)，沖量就越大(4)單位：在國(guó)際單位制中，沖量的單位是牛秒，符號(hào)為 Ns.2沖量的了解(1)沖量的絕對(duì)性由于力和時(shí)間均與參考系無(wú)關(guān)，所以力的沖量也與參考系的選擇無(wú)關(guān)(2)沖量是_沖量的運(yùn)算服從平行四邊形定那么，合沖量等于各外力的沖量的矢量和，假設(shè)整個(gè)過(guò)程中，不同階段受力不同

4、，那么合沖量為各階段沖量的矢量和矢量(3)沖量是過(guò)程量，它是力在一段時(shí)間內(nèi)的積累，它取決于力和時(shí)間這兩個(gè)要素所以求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量3沖量的計(jì)算(1)恒力的沖量公式 IFt 適用于計(jì)算某個(gè)恒力的沖量，這時(shí)沖量的數(shù)值等于力與作用時(shí)間的乘積，沖量的方向與恒力方向一致假設(shè)力為同一方向均勻變化的力，該力的沖量可以用平均力計(jì)算，假設(shè)力為普通變力那么不能直接計(jì)算沖量(2)變力的沖量變力的沖量通?？衫脛?dòng)量定理 Ip 求解可用圖象法計(jì)算如圖 1621 所示變力沖量，假設(shè)某一力方向恒定不變，那么在 Ft 圖象中，圖中陰影部分的面積就表示力在時(shí)間tt2t1 內(nèi)的沖量圖 1621

5、4沖量與功(1)聯(lián)絡(luò)：沖量和功都是力作用過(guò)程的積累，是過(guò)程量(2)區(qū)別：沖量是矢量，是力在時(shí)間上的積累，具有絕對(duì)性；功是標(biāo)量，是力在位移上的積累，有相對(duì)性【例題】如圖 1622 所示，質(zhì)量為 m 的小球，從沙坑上方自在下落，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t1 到達(dá)沙坑外表，又經(jīng)過(guò)時(shí)間 t2 停在沙坑里求：圖 1622(1)沙對(duì)小球的平均阻力 F；(2)小球在沙坑里下落過(guò)程所受的總沖量 I.解析：設(shè)剛開(kāi)場(chǎng)下落的位置為 A，剛好接觸沙的位置為 B，在沙中到達(dá)的最低點(diǎn)為 C.(1)在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：重力作用時(shí)間為 t1t2，而阻力作用時(shí)間僅為t2，以豎直向下為正方向，有：mg(t1t2)Ft20(2)依然

6、在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：在 t1 時(shí)間內(nèi)只有重力的沖量，在 t2 時(shí)間內(nèi)為總沖量(已包括重力沖量在內(nèi))，以豎直向下為正方向，有：mgt1I0，解得 Imgt1.1如圖 1623 所示，質(zhì)量為 m 的小球由高為 H 的光滑固定斜面頂端無(wú)初速滑究竟端過(guò)程中，重力、彈力、合力的沖量各是多大？圖 1623知識(shí)點(diǎn) 3 動(dòng)量定理1內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量這個(gè)關(guān)系叫做動(dòng)量定理2表達(dá)式：Ip 或 Ftmvmv.3對(duì)動(dòng)量定理的了解(1)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的緣由(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，它闡明合外力的沖量跟物體動(dòng)量變化量不僅大小相等，而且方

7、向一樣(3)動(dòng)量的變化率和動(dòng)量的變化量于物體所受的合外力而由動(dòng)量定理 Ip 可知?jiǎng)恿康淖兓咳Q于合外力的沖量，它不僅與物體的受力有關(guān)，還與力的作用時(shí)間有關(guān)(4)動(dòng)量定理具有普遍性，即不論物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線(xiàn)還是曲線(xiàn)，不論作用力是恒力還是變力，不論幾個(gè)力的作用時(shí)間是一樣還是不同都適用4動(dòng)量定理的運(yùn)用(1)定性分析有關(guān)景象p 一定時(shí)，t 越小，F(xiàn) 越大；t 越大，F(xiàn) 越小p 越大，而 t 越小，F(xiàn) 越大p 越小，而 t 越大，F(xiàn) 越小(2)運(yùn)用動(dòng)量定理處理問(wèn)題的普通步驟審題，確定研討對(duì)象：對(duì)誰(shuí)、對(duì)哪一個(gè)過(guò)程對(duì)物體進(jìn)展受力分析，分析力在過(guò)程中的沖量，或合力在過(guò)程中的沖量抓住過(guò)程的初、末形狀，選定參

8、考方向，對(duì)初、末形狀的動(dòng)量大小、方向進(jìn)展描畫(huà)根據(jù)動(dòng)量定理，列出動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式寫(xiě)清各物理量之間關(guān)系的補(bǔ)充表達(dá)式求解方程組，并分析作答【例題】如圖 1624，質(zhì)量為 M 的汽車(chē)帶著質(zhì)量為 m的拖車(chē)在平直公路上以加速度 a 勻加速前進(jìn)，當(dāng)速度為 v0 時(shí)拖車(chē)忽然與汽車(chē)脫鉤，到拖車(chē)停下瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)假設(shè)汽車(chē)的牽引力不斷未變，車(chē)與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么拖車(chē)剛停下時(shí)，汽車(chē)的瞬時(shí)速度是多大？圖 1624解析：以汽車(chē)和拖車(chē)系統(tǒng)為研討對(duì)象，全過(guò)程系統(tǒng)受的合外力一直為(Mm)a，該過(guò)程閱歷時(shí)間為 v0/g，末形狀拖車(chē)的動(dòng)量為零全過(guò)程對(duì)系統(tǒng)用動(dòng)量定理可得：2如圖 1625，質(zhì)量為 m1 kg 的小球由高 h

9、10.45 m處自在下落，落到程度地面后，反彈的最大高度為 h20.2 m，從小球下落到反彈到最高點(diǎn)閱歷的時(shí)間為t0.6 s，g 取 10 m/s2.求：小球撞擊地面過(guò)程中，球?qū)Φ孛娴钠骄鶋毫?F 的大小圖 1625解：以小球?yàn)檠杏憣?duì)象，從開(kāi)場(chǎng)下落到反彈到最高點(diǎn)的全過(guò)程動(dòng)量變化為零，根據(jù)下降、上升高度可知其中下落、上升分別用時(shí) t10.3 s 和t20.2 s，因此與地面作用的時(shí)間必為 t30.1 s由動(dòng)量定理得：mgtFt30 代入數(shù)據(jù)解得 F60 N.題型 1動(dòng)量及動(dòng)量變化的計(jì)算【例題】羽毛球是速度較快的球類(lèi)運(yùn)動(dòng)之一，運(yùn)發(fā)動(dòng)扣殺羽毛球的速度可到達(dá) 342 km/h，假設(shè)球飛來(lái)的速度為 90

10、 km/h，運(yùn)發(fā)動(dòng)將球以 342 km/h 的速度反向擊回設(shè)羽毛球的質(zhì)量為5 g，試求運(yùn)發(fā)動(dòng)擊球過(guò)程中羽毛球動(dòng)量的變化量解析：以球飛來(lái)的方向?yàn)檎较?，那么所以?dòng)量的變化量pp2p10.600 kgm/s即球的動(dòng)量變化大小為 0.600 kgm/s，方向與球飛來(lái)的方向相反答案：0.600 kgm/s 方向與球飛來(lái)的方向相反規(guī)律總結(jié)：動(dòng)量變化量是矢量運(yùn)算問(wèn)題，應(yīng)先規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算，再由pp2p1 完成計(jì)算1質(zhì)量為 2 kg 的球，以 10 m/s 的程度速度與豎直墻正碰，碰后以 10 m/s 的速度前往，求球在與墻碰撞過(guò)程中動(dòng)量的變化量解：先取初速度方向?yàn)檎较?，pmv2mv12

11、(10) kgm/s210 kgm/s40 kgm/s，方向與初速度方向相反題型 2用動(dòng)量定理求沖量【例題】如圖 1626 甲所示，物體 A 和 B 用輕繩相連，掛在輕質(zhì)彈簧下靜止不動(dòng)，A 的質(zhì)量為 m，B 的質(zhì)量為 M，當(dāng)銜接 A、B的繩忽然斷開(kāi)后，物體 A 上升經(jīng)某一位置時(shí)的速度大小為 v，這時(shí)物體 B 下落的速度大小為 u，如圖 1626 乙所示，在這段時(shí)間里，彈簧的彈力對(duì)物體 A 的沖量為()圖 1626AmvBmvMuCmvMuDmvmu解析：該題涉及的物體較多，可選 B 為研討對(duì)象，在 B 下落的這段時(shí)間 t 內(nèi)，其動(dòng)量向下添加 Mu，B 只受重力作用，由動(dòng)量定理，重力 mg，方向

12、向下，彈簧的彈力，方向向上，但彈力是變力，所以要計(jì)算彈力的沖量只能運(yùn)用動(dòng)量定理來(lái)處理以 A 為研討對(duì)象，其動(dòng)量在時(shí)間 t 內(nèi)向上添加為 mv，設(shè)彈力的沖量為 I，由動(dòng)量定理有 Imgtmv.解得 Im(vu)故正確選項(xiàng)為 D.答案：D規(guī)律總結(jié)：求一個(gè)變力的沖量時(shí)，假設(shè)該力是均勻變化的，可轉(zhuǎn)化為恒力(平均力 F)求解，也可用動(dòng)量定理求解；假設(shè)該力不是均勻變化的，只能用動(dòng)量定理求解.2如圖 1627 所示，將質(zhì)量為 m 的小球用力下拉一段間隔后，由靜止釋放，今測(cè)得經(jīng) t 時(shí)間球到達(dá)最高點(diǎn)，求此過(guò)程中彈簧彈力的沖量圖 1627解：由動(dòng)量定理得 Imgt0故 Imgt，即為所求彈簧彈力的沖量，方向豎直

13、向上題型 3用動(dòng)量定理求沖力【例題】質(zhì)量為 50 kg 的雜技演員，在距彈簧床 3.2 m 高處自在下落，著床后被彈向網(wǎng)上 1.8 m 高處知演員與網(wǎng)的接觸時(shí)間為 2 s，那么演員對(duì)網(wǎng)的平均沖擊力的大小為多少？解析：方法一：選演員為對(duì)象，設(shè)其剛觸網(wǎng)時(shí)的速率為 v，即自在下落末速度，有在演員與網(wǎng)相互作用過(guò)程中，受豎直向下的重力 mg、網(wǎng)對(duì)人豎直向上的平均作用力 F，如圖 1628 所示圖 1628取向上為正方向，據(jù)動(dòng)量定理有(Fmg)tmvm(v)850 NF 方向豎直向上方法二：設(shè)自在下落時(shí)間為 t1，與網(wǎng)作用時(shí)間為 t2，彈起上拋階段時(shí)間為 t3.由牛頓第三定律知，演員對(duì)網(wǎng)的作用力為 850 N，方向豎直向下(結(jié)論中要闡明矢量的方向)答案：850 N規(guī)律總結(jié)：先弄清物理情景，然后根據(jù)不