動(dòng)量以及動(dòng)量定理

1、關(guān)于動(dòng)量和動(dòng)量定理第1頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四是狀態(tài)量。一、動(dòng)量1、概念：在物理學(xué)中，物體的質(zhì)量m和速度v的乘積叫做動(dòng)量。2、定義式：P = mv3、單位：千克米每秒，符號(hào)是kg m/s4、對(duì)動(dòng)量的理解：（2）瞬時(shí)性：（1）矢量性：運(yùn)算遵循平行四邊形定則（3）相對(duì)性：物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)第2頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系1.動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過程中的某一狀態(tài)2.動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量 動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化，動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化3.定量關(guān)系：動(dòng)量發(fā)生變化速度大小改變方向

2、不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能不變第3頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四若速度變化,Ek可能為零kgm2/s2 （J）標(biāo)量Ek= mv2/2動(dòng)能若速度變化,則p一定不為零kgm/s（NS）矢量p=mv動(dòng)量 動(dòng)量與動(dòng)能有什么區(qū)別？動(dòng)量與動(dòng)能間量值關(guān)系：思考與討論第4頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四例1兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m2，當(dāng)它們的動(dòng)能相等時(shí)，它們的動(dòng)量大小之比是 .第5頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四動(dòng)量的變化p 1、某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p 跟初

3、狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即 2、動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。 PPp = p - p3、同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：PPPPPPPPPP第6頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四1、一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一塊堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒有變化？變化了多少？方向如何？ 規(guī)定正方向PPP課堂練習(xí)第7頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四第8頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四2、質(zhì)量

4、為m的鋼球自高處落下，以速率v1碰地，豎直向上彈回，與水平地面碰撞時(shí)間極短，離地時(shí)速率為v2，在碰撞過程中，鋼球動(dòng)量變化為多少？課堂練習(xí)第9頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四、定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間的乘積，叫做該力對(duì)這個(gè)物體的沖量I，用公式表示為 I=Ft2、單位：在國際單位制中，沖量的單位是牛秒，符號(hào)是NS 二.沖量3、沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同4、沖量是過程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)。第10頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四t0F0FtO 由圖可知F-t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面

5、積”的大小表示對(duì)應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。思考與討論？ 如果在一段時(shí)間內(nèi)的作用力是一個(gè)變力，又該怎樣求這個(gè)變力的沖量？公式I=Ft中的F必須取平均值第11頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四思考與討論？ 動(dòng)量的變化與速度的變化有關(guān)，而速度的變化是因?yàn)橛屑铀俣龋ｎD第二定律告訴我們，加速度是由物體所受的合外力產(chǎn)生的。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量的變化 設(shè)置物理情景：質(zhì)量為m的物體，在合力F的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間t，速度由v 變?yōu)関，如是圖所示：分析：由牛頓第二定律知： 而加速度定義有：變形可得：F = m a

6、聯(lián)立可得：=p/t這就是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。表明：動(dòng)量的變化與力的時(shí)間積累效果有關(guān)。第13頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四三、動(dòng)量定理 1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量。這就是動(dòng)量定理。 2、表達(dá)式：或 3、加深理解：1）物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；2）表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；3）動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同： 合外力沖量的方向與合外力的方向或速度變化量的方向一致，但與初動(dòng)量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。第14頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四動(dòng)量定理的

7、適用范圍1、動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；2、動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問題，將較難的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問題；3、動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)問題。 動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。第15頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四 水平面上一質(zhì)量為m的物體，在水平恒力F作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t 后撤去外力，又經(jīng)過時(shí)間2t 物體停下來，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（ ） F F / 2 F

8、 / 3 F / 4 解：整個(gè)過程的受力如圖所示，F(xiàn)f2ttf對(duì)整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)F方向?yàn)檎较颍?( F f ) t f 2 t = 0得 f=F/3C例2：第16頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四例3質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成角的拉力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t速度達(dá)到v，在這段時(shí)間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是( ) AFt，0 BFtcos,0 Cmv,0 DFt,mgtDFvmg第17頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四例4如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30高為h=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端

9、的過程中 (g=10m/s2) ，求：（1）重力的沖量；（2）支持力的沖量；（3）合外力的沖量.mg第18頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四【解析】此題物體下滑過程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時(shí)間便可用I=Ft求解.mg合外力的沖量IF合=F合t=mgsin300 t=20Ns.由牛頓第二定律F=ma得，下滑的加速度a=gsin = 5m/s2.由s=at2/2 得下滑時(shí)間重力的沖量IG=mgt=2102Ns=40Ns.支持力的沖量IF=Ft=mgcos300t=20 Ns，第19頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟1、確定

10、研究對(duì)象：一般為單個(gè)物體；4、選定正方向，確定在物理過程中研究對(duì)象的動(dòng)量的變化；5、根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。2、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；3、明確研究對(duì)象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；第20頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象P一定，t短則F大，t長則F?。挥蒄t=P可知：t一定，F(xiàn)大則P大，F(xiàn)小則P?。籉一定，t長則P大，t短則P小。緩沖裝置第21頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四生活中的應(yīng)用包裝用的泡沫材料第22頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四船靠岸時(shí)邊緣上的廢舊輪胎生

11、活中的應(yīng)用第23頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四生活中的應(yīng)用第24頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四1、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說法中正確的是（ ） A、沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量 B、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 C、沖量是物體動(dòng)量變化的原因 D、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量ABC課堂練習(xí)2、對(duì)于力的沖量的說法，正確的是（）A、力越大，力的沖量就越大 B、作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大 C、F1與其作用時(shí)間t1的乘積F1t1的大小，等于F2與其作用時(shí)間t2的乘積F2t2的大小，則這兩個(gè)沖量相同 D、靜置于水平地面上的桌子受到水

12、平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則此推力的沖量為零 B第25頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四 3、甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先停下來，甲物體又經(jīng)較長時(shí)間停下來，下面敘述中正確的是（ ）A、甲物體受到的沖量大 B、乙物體受到的沖量大C、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等 D、無法判斷C4、玻璃杯從同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與水泥地撞擊過程中（ ）A、玻璃杯的動(dòng)量較大 B、玻璃杯受到的沖量較大C、玻璃杯的動(dòng)量變化較大 D、玻璃杯的動(dòng)量變化較快D第26頁，共31頁，2022年，5月2

13、0日，12點(diǎn)47分，星期四5、人從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都是讓腳尖先著地，這樣做是為了（ ）CA、減小沖量 B、減小動(dòng)量的變化量C、增長與地面作用時(shí)間，從而減小沖力D、增大人對(duì)地面的壓強(qiáng)，起到安全作用第27頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四課后練習(xí)1將0.5kg小球以10m/s的速度豎直向上拋出，在3s內(nèi)小球的動(dòng)量變化的大小等于_kgm/s，方向_；若將它以10m/s的速度水平拋出，在3s內(nèi)小球的動(dòng)量變化的大小等于_kgm/s，方向_。2在光滑水平桌面上停放著A、B小車，其質(zhì)量mA2mB，兩車中間有一根用細(xì)線縛住的被壓縮彈簧，當(dāng)燒斷細(xì)線彈簧彈開時(shí)，A車的動(dòng)量變化量和B車的動(dòng)量變化量之比為_。第28頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四3重力10N的物體在傾角為37的斜面上下滑，通過A點(diǎn)后再經(jīng)2s到斜面底，若物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則從A點(diǎn)到斜面底的過程中，重力的沖量大小_Ns，方向_；支持力的沖量大小_NS，方向_；摩擦力的沖量大小_Ns。方向_；合外力的沖量大小_Ns，方向_。第29頁，共31頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)47分，星期四4質(zhì)量為1kg的物體從高5m