動量定理及其應用

1、觀察并思考觀察并思考 雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會被打破，現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫定會被打破，現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，會看到塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，會看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？上述體育項目中的上述體育項目中的海綿墊海綿墊、沙子沙子、接球時手的回收接球時手的回收都有些什么物理原理呢？都有些什么物理原理呢？ 在光滑水平面上的質(zhì)量為在光滑水平面上的質(zhì)量為m m 的物體在水平的物體在水平恒力恒力F F 的作用下，經(jīng)過時間的作用下，經(jīng)過時間t t，速度由，速度由v v 變?yōu)樽優(yōu)関 v，

2、在光滑水平面上的質(zhì)量為在光滑水平面上的質(zhì)量為1kg1kg的物體在水平向的物體在水平向右恒力右恒力2N2N的作用下，經(jīng)過時間的作用下，經(jīng)過時間3s3s，速度由，速度由2m/s2m/s變變?yōu)闉?m/s8m/s，求求:1)重力的沖量重力的沖量?支持力的沖量支持力的沖量?水平恒力的沖量水平恒力的沖量? 合外力的沖量合外力的沖量?2)速度是速度是2m/s時物體的動量時物體的動量,速度是速度是8m/s時物體的動時物體的動量量,3s內(nèi)動量的改變量是多少內(nèi)動量的改變量是多少? 3)請根據(jù)牛頓運動定律推出以上某些量值之間的關(guān)請根據(jù)牛頓運動定律推出以上某些量值之間的關(guān)系系FF F 作用了時間作用了時間 t t分析

3、：分析：vFv結(jié)論：結(jié)論：這就是動量定理這就是動量定理0tF tmvmv合mvvmFt動量定理動量定理: :pI或或物體受到的合力的沖量物體受到的合力的沖量等于物體動量的變化等于物體動量的變化表達式表達式: :mvF F 作用了時間作用了時間 t tFFmv 一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為0.18kg的壘球的壘球,以以25m/s的水平速的水平速度飛向球棒度飛向球棒,被球棒打擊后被球棒打擊后,反向水平飛回反向水平飛回,速速度的大小為度的大小為45m/s.設球棒與壘球的作用時間設球棒與壘球的作用時間為為0.01s,球棒對壘球的平均作用力有多大球棒對壘球的平均作用力有多大?動量定理的理解動量定理的理解（2）動

4、量定理不僅適用于恒定的力，也適用于變力。）動量定理不僅適用于恒定的力，也適用于變力。 （對于變力的情況，動量定理中的（對于變力的情況，動量定理中的 F 應理解為應理解為 變力在作用時間內(nèi)的平均值。）變力在作用時間內(nèi)的平均值。）（3） 為矢量表達式為矢量表達式 ，動，動mvvmFt量變化的方向與合外力沖量的方向相同。量變化的方向與合外力沖量的方向相同。用此式計算時應先規(guī)定正方向，在運用動量用此式計算時應先規(guī)定正方向，在運用動量定理時，應該遵循矢量運算的定理時，應該遵循矢量運算的平行四邊形定則平行四邊形定則，也可采用正交分解法，將矢量運算轉(zhuǎn)為代數(shù)運算也可采用正交分解法，將矢量運算轉(zhuǎn)為代數(shù)運算1）定

5、理反映了合外力沖量是物體動量變化的原因）定理反映了合外力沖量是物體動量變化的原因（4）動量定理不僅適用于）動量定理不僅適用于宏觀低速物體宏觀低速物體，對，對微觀微觀現(xiàn)象和高速運動現(xiàn)象和高速運動仍然適用。仍然適用。動量定理的應用動量定理的應用1. 解釋現(xiàn)象解釋現(xiàn)象動量定理的應用動量定理的應用1. 解釋現(xiàn)象解釋現(xiàn)象2. 動手操作動手操作 1、把重物、把重物G壓在紙帶上，用一水平緩緩地壓在紙帶上，用一水平緩緩地拉動紙帶，重物跟著物體一起運動，若迅拉動紙帶，重物跟著物體一起運動，若迅速拉動紙帶，紙帶將從重物下抽出，正確速拉動紙帶，紙帶將從重物下抽出，正確解釋這些現(xiàn)象的說法是：解釋這些現(xiàn)象的說法是： A

6、、在緩緩拉動時，重物和紙帶的摩擦力大、在緩緩拉動時，重物和紙帶的摩擦力大 B、在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量大、在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量大 C、在緩緩拉動時，紙帶給重物、在緩緩拉動時，紙帶給重物 的沖量小的沖量小 D、在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量小、在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量小利用動量定理解題利用動量定理解題 2. 一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為0.01kg的彈性小球，的彈性小球，以以10m/s的速度在光滑的速度在光滑 水平面上運動，水平面上運動，撞到前方的豎直墻壁后以撞到前方的豎直墻壁后以8m/s的速度的速度反向彈回，設碰撞時間為反向彈回，設碰撞時間為0.01s，求球，求球受到墻壁的平均撞

7、擊力。受到墻壁的平均撞擊力。v解：取小球初速度方向為正方向解：取小球初速度方向為正方向 對小球受力分析，如圖所示。對小球受力分析，如圖所示。 GFFN初動量：初動量： P=mv=0.0110kgm/s=0.1kgm/s末動量：末動量： P =mv=0.01(- 8)kgm/s=-0.08kgm/s由動量定理得，墻壁受到的撞擊力為由動量定理得，墻壁受到的撞擊力為“”表示力的方向與正方向相反。表示力的方向與正方向相反。tmvvmFtmvvmFNN1801. 01 . 008. 0NN1801. 01 . 008. 0利用動量定理解題步驟利用動量定理解題步驟5. 根據(jù)動量定理列方程求解。根據(jù)動量定理

8、列方程求解。1. 確確定定研究研究對象對象2. 對研究對象進行對研究對象進行受力分析受力分析，確定全部外力及作用時間；，確定全部外力及作用時間；3. 找出物體的找出物體的初末初末狀態(tài)并確定相應的狀態(tài)并確定相應的動量動量；4. 如果初、末動量在同一直線上，則如果初、末動量在同一直線上，則選定正方向選定正方向，并給，并給每個力的沖量和初末動量帶上正負號，以表示和正方向每個力的沖量和初末動量帶上正負號，以表示和正方向同向或反向；如果初、末動量不在同一直線上，則用平同向或反向；如果初、末動量不在同一直線上，則用平行四邊形定則求解；行四邊形定則求解；練習練習3.如圖如圖,用用0.5kg的鐵錘釘釘子的鐵錘

9、釘釘子,打擊時打擊時鐵錘的速度為鐵錘的速度為4m/s,打擊后鐵錘的速打擊后鐵錘的速度變?yōu)榱愣茸優(yōu)榱?設打擊時間為設打擊時間為0.01sa.不計鐵錘的重量不計鐵錘的重量,鐵錘釘釘子的平均鐵錘釘釘子的平均作用力是多大作用力是多大?b.考慮鐵錘的重量考慮鐵錘的重量,鐵錘釘釘子的平均鐵錘釘釘子的平均作用力是多大作用力是多大?C.你分析一下你分析一下,在計算鐵錘釘釘子的在計算鐵錘釘釘子的平均作用力時在什么情況下可以不計平均作用力時在什么情況下可以不計鐵錘的重量鐵錘的重量.4、將一個質(zhì)量、將一個質(zhì)量m=2kg的物體以初速的物體以初速度度V0=10m/s：1）沿水平方向拋出。）沿水平方向拋出。求該物體在拋出

10、兩秒內(nèi)動量的變化求該物體在拋出兩秒內(nèi)動量的變化(g值取值取10m/s2)利用動量定理解題利用動量定理解題 4. 質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體以速率的物體以速率v沿半徑為沿半徑為R的圓在光滑水平面上做勻速圓周運動。的圓在光滑水平面上做勻速圓周運動。求物體受的合力的及物體運動半周所受求物體受的合力的及物體運動半周所受的合力的沖量。的合力的沖量。解：解：合外力合外力RvmF2以小球運動半周的初速度方向為正方向以小球運動半周的初速度方向為正方向初動量：初動量：P=mv合力的沖量為合力的沖量為末動量：末動量： mvPmvPmvmvmvPPI2合mvmvmvPPI2合合力的沖量大小為合力的沖量大小為2mv，方向與初速度方向相反。，方向與初速度方向相反。請你利用動量定請你利用動量定理來發(fā)現(xiàn)生活中理來發(fā)現(xiàn)生活中的問題。的問題。問題問題2：動量定理與牛頓第二定律和：動量定理與牛頓第二定律和運動學公式有什么不同？運動學公式有什么不同？ 牛頓第二定律和運動學公式所研究的問題牛頓第二定律和運動學公式所研究的問題僅限于物體所受合力恒定，運動過程為勻僅限于物體所受合力恒定，運動過程為勻速的情況。動量定理則只注重初末狀態(tài)，速的情況。動量定理則只注重初末狀態(tài)，對運動過程復雜，物體受力情況復雜的情對運動過程復雜，物體受