第一講沖量和動(dòng)量

第一講沖量和動(dòng)量第一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．知道力的沖量，沖量的單位、方向；2．理解動(dòng)量的概念，動(dòng)量的單位、方向；3．知道沖量和動(dòng)量的單位之間的關(guān)系，能區(qū)別沖量和動(dòng)量的方向；4．會(huì)判斷物體動(dòng)量是否變化；5．知道動(dòng)量的運(yùn)算服從矢量運(yùn)算法則，如果動(dòng)量矢量在同一直線上，可將動(dòng)量的運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．第二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日觀察并思考雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會(huì)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(huì)看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？第三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日

對(duì)于一個(gè)原來(lái)靜止的物體，只要作用力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft相同，這個(gè)物體就獲得相同的速度．也就是說(shuō)：對(duì)一定質(zhì)量的物體，力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果，是由Ft這個(gè)物理量決定的。問(wèn)題：一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物體，在力F的作用下開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t將獲得多大的速度?解：物體在力F作用下得到的加速度為:經(jīng)時(shí)間t，據(jù)v=at得物體獲得的速度拓展分析：整理可得Ft=mv，由此我們得到：對(duì)于一個(gè)原來(lái)靜止的物體（v0=0,m一定），要使它獲得某一速度，你可采用哪些方法答：①可以用較大的力作用較短的時(shí)間；②可以用較小的力作用較長(zhǎng)的時(shí)間

.第四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日①?zèng)_量：力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft叫做力的沖量②沖量是矢量，它的方向是由力的方向決定的，如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)不變，沖量的方向就跟力的方向相同．③通常用符號(hào)I來(lái)表示沖量：I=Ft④沖量的國(guó)際單位是牛·秒（N·s）．沖量的基本概念及理解：⑤沖量是表示物體在力的作用下經(jīng)歷一段時(shí)間的積累的物理量，因此，力對(duì)物體有沖量作用必須具備力和該力作用下的時(shí)間兩個(gè)條件．換句話說(shuō)：只要有力并且作用一段時(shí)間，那么該力對(duì)物體就有沖量作用，可見，沖量是過(guò)程量．一、沖量第五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日鞏固訓(xùn)練

①如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F作用下，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，求F在t時(shí)間內(nèi)的沖量？

②一質(zhì)量為m的物塊在t1,t2、t3三段時(shí)間內(nèi)所受外力分別為F1、F2、F3，方向均水平向右，求合力F在時(shí)間t1+t2+t3內(nèi)的沖量．

③如果力F在t秒內(nèi)水平向右，t秒后F大小不變，方向變?yōu)樨Q直向下，作用時(shí)間為2t秒，則力F在3t秒內(nèi)的沖量如何計(jì)算？

第六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日總結(jié)：

①只有當(dāng)力F的方向一定時(shí)，才能說(shuō)力F的沖量與力的方向相同。②計(jì)算沖量時(shí)，要明確是哪個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。

訓(xùn)練：放在水平地面上的質(zhì)量為m的物體，用一個(gè)與水平方向成θ角的力F拉它，作用時(shí)間為t，物體始終不動(dòng)。那么t時(shí)間內(nèi)，拉力、重力和合力對(duì)物體的沖量為多大？第七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日二、動(dòng)量

1、針對(duì)前邊得到的公式Ft=mv，討論得到：

原來(lái)靜止的質(zhì)量m不同的物體，在相同的沖量作用下，雖然得到的速度v不同，但它們的質(zhì)量和速度的乘積mv卻是相同的，都等于它們受到的沖量．在物理學(xué)中我們把物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量．2、回答下列思考題：①動(dòng)量用什么符號(hào)來(lái)表示？②動(dòng)量是一個(gè)過(guò)程量還是狀態(tài)量？③動(dòng)量是矢量還是標(biāo)量？④動(dòng)量的單位是什么？第八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日3、結(jié)論:①定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量用符號(hào)p表示，即p=mv.②動(dòng)量是描述物體處于某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的物理量，當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定時(shí)，物體的動(dòng)量也就確定了，所以動(dòng)量是一個(gè)狀態(tài)量．③動(dòng)量是一個(gè)矢量，動(dòng)量的方向和瞬時(shí)速度方向相同．④動(dòng)量的單位是千克·米/秒（kg·m/s．）4、知識(shí)鞏固訓(xùn)練：①試證明沖量的單位N·s與動(dòng)量的單位kg·m/s是相同的②我們說(shuō)物體的動(dòng)量在變化，包括幾種情況，舉例說(shuō)明．第九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日5、答案：

①動(dòng)量與沖量的單位是相同的，即：1?！っ?1千克·米/秒．②由于動(dòng)量是矢量，所以只要物體的速度大小或方向發(fā)生變化，動(dòng)量就一定發(fā)生變化．例如做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體其動(dòng)量是恒量，而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度方向不斷在改變，即使其動(dòng)量大小不變，但因其方向不斷改變，所以其動(dòng)量是一變量．

過(guò)渡：如果一個(gè)物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，那么動(dòng)量的變化量如何求解呢

第十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日三、動(dòng)量的變化

1、所謂動(dòng)量的變化就是在某過(guò)程中的末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差．即Δp=p＇-p．2、應(yīng)用例1、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一塊堅(jiān)硬的大理石后被彈回，沿著同一直線以2m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒(méi)有變化？變化了多少？第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日

3、思考下列問(wèn)題：動(dòng)量是矢量，其運(yùn)算遵循什么規(guī)律？

例1：解：取水平向右的方向?yàn)檎较?，碰撞前鋼球的速度v=2m/s，碰撞前鋼球的動(dòng)量為p=mv=０.２×２kg·m/s=0.4kg·m/s.碰撞后鋼球的速度為v′=-2m/s,碰撞后鋼球的動(dòng)量為p′=mv′=-０.２×２kg·m/s=-0.4kg·m/s.碰撞前后鋼球動(dòng)量的變化為：Δp=pˊ-p=-0.4kg·m/s-0.4kg·m/s=-0.8kg·m/s且動(dòng)量變化的方向向左．第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日例2、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45°，速度大小仍為２m/s，試求出鋼球動(dòng)量變化的大小和方向？第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日解題思考：1、碰撞前后物體仍在一條直線上運(yùn)動(dòng)，可先設(shè)一個(gè)正方向，末動(dòng)量p’和初動(dòng)量p可據(jù)此用正負(fù)表示，則動(dòng)量的變化△p可用代數(shù)的方法求出。2、碰撞前后物體不在一條直線上運(yùn)動(dòng)，可用作圖法，根據(jù)：（1）平行四邊形定則，以p’和－p為鄰邊，做出平行四邊形，其對(duì)角線長(zhǎng)表示△p的大小，方向就是△p的方向；（2）用三角形方法，以p’和p為鄰邊，另一條邊的長(zhǎng)表示△p的大小，由p指向p’的方向就是△p的方向第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日關(guān)于△p的計(jì)算動(dòng)量變化等于末動(dòng)量（包括大小和方向）減去初動(dòng)量（包括大小和方向）。第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)量及其改變例：將質(zhì)量為2Kg的物體以3m/s的速度水平拋出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，速度方向與水平方向的夾角為530，求它的初動(dòng)量、末動(dòng)量和動(dòng)量的變化量。第十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日例題3、質(zhì)量為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(guò)程中，鋼球動(dòng)量變化的大小為多少？第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日解析:選豎直向下為正方向，則碰前鋼球的動(dòng)量碰后鋼球的動(dòng)量碰撞過(guò)程中鋼球動(dòng)量變化負(fù)號(hào)表示方向與選定的正方向相反，即豎直向上，所以鋼球動(dòng)量變化大小是:第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日

5、

總結(jié)

動(dòng)量是矢量，求其變化量可用平行四邊形定則；在一維情況下可首先規(guī)定一個(gè)正方向，這時(shí)求動(dòng)量變化就可簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．動(dòng)量是狀態(tài)量，我們講物體的動(dòng)量，總是指物體在某一時(shí)刻的動(dòng)量，因此在計(jì)算時(shí)相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度．

第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日四、鞏固練習(xí)

1、對(duì)于力的沖量的說(shuō)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)，則此推力的沖量為零2、質(zhì)量m為3kg的小球，以2m/s的速率繞其圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球從A轉(zhuǎn)到B過(guò)程中動(dòng)量的變化為多少？從A轉(zhuǎn)到C的過(guò)程中，動(dòng)量變化又為多少？第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日3、如圖所示的水平面上有兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為mA和mB,A以角速度ω沿半徑為R的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)A經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)物體B在恒力F作用下開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)力F滿足什么條件時(shí),兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻的動(dòng)量可以相同?PVF第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日五、小結(jié)

1．在物理學(xué)中，沖量是反映力的時(shí)間積累效果的物理量；力和力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量．沖量是矢量．2．物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量，動(dòng)量是一個(gè)狀態(tài)量，動(dòng)量是矢量．動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)服從矢量運(yùn)算規(guī)則—平行四邊形定則．如果物體的運(yùn)動(dòng)在同一條直線上，在選定一個(gè)正方向后，動(dòng)量的運(yùn)算就可以簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．3．關(guān)于動(dòng)量變化量的運(yùn)算，Δp也是一個(gè)矢量，它的方向可以跟初動(dòng)量的方向相同，也可以跟初動(dòng)量的方向相反，也可能跟初動(dòng)量的方向成一角度．第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日六、練習(xí)

1、重100N的物體A，靜止在水平面B上，已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，以g=10m/s２，現(xiàn)用水平推力F=30N作用在物體A上，在2s內(nèi)推力F的沖量和摩擦力的沖量大小分別為（）A、60N·s，100N·sB、60N·s，60N·sC、60N·s，40N·sD、0，02、下列情況下，物體的動(dòng)量不變的是（）A．在平直路面上勻速前進(jìn)的汽車B．汽車在轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中，速度的大小不變C．水平飛來(lái)的球撞到豎直墻面后又沿原路返回D．勻速直線運(yùn)動(dòng)的灑水車正在灑水第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日3、下列幾種說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A、某一物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，一定是物體的速度大小發(fā)生了變化B、某一物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，一定是物體速度的方向發(fā)生了變化C、物體的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生了變化，其動(dòng)量一定發(fā)生了變化D、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，其動(dòng)量一定發(fā)生了變化4、一個(gè)物體的質(zhì)量是2kg，此物體豎直落下，以10m/s的速度碰到水泥地上，隨后又以8m/s速度反彈，若取豎直向上為正，則小球與地面相碰前的動(dòng)量為

kg·m/s，隨后碰后的動(dòng)量是

kg·m/s，小球的動(dòng)量改變是

kg·m/s.第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日5、一質(zhì)量是2kg的物體，用一個(gè)10N的水平拉力拉它向右做加速度為3m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么在10s內(nèi)拉力的沖量大小應(yīng)為

，方向

；摩擦力的沖量大小為

，方向

．6、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說(shuō)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7、一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，以初速度10m/s水平拋出，則拋出時(shí)動(dòng)量的大小為多少？1s末物體的動(dòng)量大小為多少？這1s內(nèi)動(dòng)量的變化為多少？方向如何？這1s內(nèi)重力的沖量大小為多少？方向如何？（g=10m/s2）第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日七、素質(zhì)能力訓(xùn)練一、填空題1、質(zhì)量為0.1kg的小球，以πrad/s的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為0.2m，則每1秒小球動(dòng)能變化的大小等于

J，動(dòng)量變化的大小等于

kg·m/s．2、距地面為15m高處，以10m/s的初速度豎直向上拋出小球A，向下拋出小球B，若A、B質(zhì)量相同，運(yùn)動(dòng)中空氣阻力不計(jì)，經(jīng)過(guò)1s，質(zhì)量對(duì)A、B二球的沖量比等于

，從拋出到到達(dá)地面，重力對(duì)A、B二球的沖量比等于

．3、重為10牛的物體在傾角為37°的斜面上下滑，通過(guò)A點(diǎn)后再經(jīng)2s到達(dá)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(guò)程中，重力的沖量大小為

N·s，方向

；彈力的沖量大小為

N·s，方向

；摩擦力的沖量大小為

N·s，方向

，合外力的沖量大小為

N·s，方向

．第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日4、如圖所示，重為100N的物體，在與水平方向成60°角的等于10N的拉力F作用下，以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，在10s內(nèi)，拉力F的沖量大小等于

N·s，摩擦力的沖量大小等于

N·s．二、選擇題1、關(guān)于沖量下述說(shuō)法正確的是（）A．作用力越大，沖量越大B．力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，沖量越大C．恒力的作用時(shí)間長(zhǎng)，則沖量大D．上述說(shuō)法均不正確2、從A點(diǎn)以某一速度豎直向上拋出小球，球從拋出點(diǎn)A上升到最高點(diǎn)O，又從O返回A點(diǎn)的過(guò)程中空氣阻力的大小不變，則上升與下降過(guò)程中，關(guān)于沖量的下述說(shuō)法第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日中正確的是（）A．上升與下降過(guò)程摩擦力的沖量相同B．上升過(guò)程重力的沖量小于下降過(guò)程C．上升過(guò)程合外力的沖量數(shù)值較大D．上升與下降過(guò)程合外力的沖量相同3、將10N的物體放于光滑的水平桌面上，以0.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)A點(diǎn)后2s通過(guò)B點(diǎn)，則A到B的過(guò)程中，關(guān)于作功與沖量的下述說(shuō)法中正確的是A．重力做功為0B．重力做功10JC．重力沖量為0D．重力沖量為20N·s第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日4、下列說(shuō)法中正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量的方向總是與它的運(yùn)動(dòng)方向相同B．作用于物體上的合外力的沖量不為0，則物體的動(dòng)量一定發(fā)生變化C．作用于物體上的合外力的沖量不為0，則物體的動(dòng)能一定發(fā)生變化D．物體所受合外力的沖量方向總是與物體的動(dòng)量方向相同5、質(zhì)量為0.5kg的物體，它做直線運(yùn)動(dòng)的位移方程為s=(4t+6t2)m,則其動(dòng)量的變化量對(duì)時(shí)間的變化率為（）A．6N

B．1．5N

C．（2+2t）N

D．0第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，2022年，8月28日6、一質(zhì)量為m的物體從高為h的光滑斜面的上端由靜止開始下滑，當(dāng)滑至一半長(zhǎng)度時(shí)物體的動(dòng)量為p1，動(dòng)能為Ek1，當(dāng)滑至斜面底時(shí)物體的動(dòng)量為p2，動(dòng)能為Ek2，則（）A．B．C．D．7、自由下落的物體，在下落過(guò)程的任何相等的時(shí)間間隔內(nèi)相等的物理量是（）A．物體受到的沖量

B．物體的位移

C