高中物理動量和動量定理

高中物理課件動量和動量定理第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．理解動量和動量變化的概念。2．認(rèn)識沖量的概念，知道沖量是矢量。3．理解動量定理的確切含義和表達(dá)式，

知道動量定理適用于變力。4．會用動量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān)

問題。第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．動量和動量變化量(1)動量：

①定義：物體的

和

的乘積。

②表達(dá)式：p＝

。

③單位：

。符號kg·m/s。

④矢量性：方向與

的方向相同，其運(yùn)算遵守

定則。質(zhì)量速度mv千克·米/秒速度平行四邊形第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(2)動量變化量：

①定義：物體在某段時(shí)間內(nèi)

與

的矢量差(也是矢量)，Δp＝

(矢量式)。

②在同一條直線上的動量運(yùn)算：

選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算(此時(shí)的正、負(fù)號僅代表

，不代表大小)。[關(guān)鍵一點(diǎn)]只要物體的速度(大小、方向)變化，動量就一定變化，故動量變化量可表示為mΔv。末動量初動量p2－p1方向第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．動量定理(1)沖量：

①定義：力和力的作用

的乘積。

②公式：I＝

。

③單位：

，符號

。

④矢量性：沖量是矢量，其方向與

的方向相同。(2)動量定理：

①內(nèi)容：物體在一個過程始末的

等于它在這個過程中所受力的

。

②公式：mv′－mv＝Ft或

－p＝I。時(shí)間Ft牛頓·秒N·s力動量變化量沖量p′第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(3)動量定理的應(yīng)用：

碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，根據(jù)動量定理，在動量變化量相同的情況下要增大這種沖擊力就要設(shè)法

沖擊力的作用時(shí)間。要防止沖擊力帶來的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法

其作用時(shí)間。[關(guān)鍵一點(diǎn)]同一物體與不同接觸面碰撞時(shí)，要分析它們的作用力大小，必須在物體的動量變化量相同的條件下考慮作用時(shí)間。減少延長第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．關(guān)于動量的概念，下列說法中正確的是 (

)A．動量大的物體慣性一定大B．動量大的物體運(yùn)動得一定快C．動量相同的物體運(yùn)動方向一定相同D．動量相同的物體速度小的慣性大解析：根據(jù)p＝mv可知，選項(xiàng)A、B錯，D對；動量是矢量，其方向就是速度的方向，故選項(xiàng)C正確。答案：CD第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．放在水平面上質(zhì)量為m的物體，用一水平力F推它，作

用時(shí)間t但物體始終沒有移動，則這段時(shí)間內(nèi)F對物體的沖量為 (

)A．0

B．FtC．mgt D．無法判斷解析：對于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分，當(dāng)有力作用在物體上時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間的累積，該力就對物體有沖量。不管物體是否運(yùn)動，按照沖量的定義，物體受的沖量大小和方向只與F有關(guān)，大小等于Ft，方向與F相同，因此B項(xiàng)正確。答案：B第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3．物體受到的沖量越大，則 (

)A．它的動量一定越大B．它的動量變化一定越快C．它的動量的變化量一定越大D．它所受到的作用力一定越大解析：由動量定理可知，沖量總是等于物體動量的變化量，與物體的動量無關(guān)。選C。答案：C第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四4．以初速度v0＝40m/s豎直向上拋出物體，質(zhì)量為4kg，則

第2秒末的動量為________kg·m/s，第5秒末動量為________kg·m/s，從第2秒末到第5秒末動量的變化量為________kg·m/s。(g取10m/s2，取初速度方向?yàn)檎较?解析：第2秒末的速度v2＝v0－gt2＝20m/s，則p2＝80kg·m/s；第5秒末的速度v5＝v0－gt5＝－10m/s，則p5＝－40kg·m/s,2～5秒內(nèi)Δp＝p5－p2＝－120kg·m/s答案：80－40－120第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四答案：1100N方向豎直向上第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．動量是狀態(tài)量

進(jìn)行動量運(yùn)算時(shí)，要明確是哪一個物體在哪一個狀態(tài)(時(shí)刻)的動量。公式p＝mv中的速度v是瞬時(shí)速度。2．動量是矢量

動量的方向與物體瞬時(shí)速度的方向相同。如果在一條直線上運(yùn)動，可以選定一個正方向，其正負(fù)就容易確定了。3．動量具有相對性

物體的動量與參考系的選擇有關(guān)。選不同的參考系時(shí)，同一個物體的動量可能不同，通常在不指明的情況下，物體的動量是指物體相對地面的動量。第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四4．動量的變化量也是矢量Δp＝p′－p＝m·Δv為矢量表達(dá)式，其方向同Δv的方向。分析計(jì)算Δp以及判斷Δp的方向時(shí)，如果物體在一條直線上運(yùn)動，就能直接選定一個正方向，矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算；當(dāng)不在同一直線上運(yùn)動時(shí)，應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則運(yùn)算。5．動量和動能的關(guān)系(1)動量和動能都是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，動量是矢量，動能是標(biāo)量。物體的速度變化時(shí)，動量一定變化，但動能不一定變化；物體的動能變化時(shí)，速度一定變化，動量一定變化。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．(2012·北京市朝陽區(qū)統(tǒng)考)物體在運(yùn)動過程中加速度不

為零，則下列說法正確的是 (

)A．物體速度的大小一定隨時(shí)間變化B．物體速度的方向一定隨時(shí)間變化C．物體動能一定隨時(shí)間變化D．物體動量一定隨時(shí)間變化[思路點(diǎn)撥]物體的加速度不為零時(shí)，速度的大小不一定變化，如勻速圓周運(yùn)動的物體。第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四[解析]

加速度不為零，說明其速度在變化，速度的改變存在三種情況：速度的方向不變，只是大小在變化(動能也變化)；速度的大小不變，只是方向在變化(動能不變)；速度的大小和方向同時(shí)改變(動能變化)。顯然，選項(xiàng)A、B、C均錯誤；動量是矢量，只要速度改變，物體的動量就一定改變，選項(xiàng)D正確。[答案]

D第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

物體存在加速度→物體速度(大小、方向)一定變化→動量一定變化→動能不一定變化。第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1．對沖量的理解(1)沖量是過程量：沖量描述的是作用在物體上的力對時(shí)間的積累效應(yīng)，與某一過程相對應(yīng)。(2)沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動量變化量的方向相同。(3)沖量的絕對性：沖量僅由力和時(shí)間兩個因素決定，具有絕對性。(4)沖量的單位：沖量與動量的單位關(guān)系是1N·s＝1kg·m/s。

第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．沖量的計(jì)算(1)某個力的沖量：僅由該力的大小和作用時(shí)間共同決定，與其他力是否存在及物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，例如，一個物體受幾個恒力作用處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，其中每一個力的沖量均不為零。(2)求合沖量：

①如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則或用正交分解法求出。

②兩種方法：可分別求每一個力的沖量，再求各沖量的矢量和，I合＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＋…；如果各力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用I合＝F合Δt求解。(3)變力的沖量可用動量定理求解。第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四[名師點(diǎn)睛](1)沖量是矢量，求沖量的大小時(shí)一定要注意是力與其對應(yīng)的時(shí)間的乘積。(2)沖量的計(jì)算公式I＝Ft適用于計(jì)算某個恒力的沖量。若力為同一方向上均勻變化的力，該力的沖量可以用平均力計(jì)算，若力為一般的變力則不能直接計(jì)算沖量。第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．如圖16－2－1所示，一質(zhì)量m＝3kg的物體靜止在光滑水平面上，受到與水平方向成60°角的力作用，F(xiàn)的大小為9N，經(jīng)2s時(shí)間，求：(取g＝10N/kg)(1)物體重力沖量大??；(2)物體受到的支持力沖量大??；(3)力F的沖量大??；(4)合外力的沖量大小。圖16－2－1第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四[答案]

(1)60N·s

(2)44.4N·s

(3)18N·s

(4)9N·s第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(1)沖量是描述力對其作用時(shí)間的累積效果，力越大，作用時(shí)間越長，沖量就越大。(2)沖量是一個過程量，學(xué)習(xí)沖量必須明確研究對象和作用過程，即必須明確是哪個力在哪段時(shí)間內(nèi)對哪個物體產(chǎn)生的沖量。(3)某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。

第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(3)動量定理說明的是合外力的沖量與動量變化量的關(guān)系，反映了力對時(shí)間的累積效應(yīng)，與物體的初、末動量以及某一時(shí)刻的動量無必然聯(lián)系，物體動量變化的方向與合力的沖量的方向相同，物體在某一時(shí)刻的動量方向與合力的沖量的方向無必然聯(lián)系。(4)動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動，也適用于微觀物體的高速運(yùn)動。不論是變力還是恒力，不論幾個力作用時(shí)間是同時(shí)還是不同時(shí)，不論物體的運(yùn)動軌跡是直線還是曲線，動量定理都適用。第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2．動量定理的應(yīng)用(1)定性解釋有關(guān)現(xiàn)象：

①物體的動量變化量一定時(shí)，此時(shí)力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí)間越長，力就越小。如：沖床沖壓工件時(shí)，縮短力的作用時(shí)間，產(chǎn)生很大的作用力，而在輪渡碼頭上裝有橡皮輪胎，搬運(yùn)玻璃等易碎物品時(shí)，包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、塑料等，都是為了延長作用時(shí)間，減小作用力。第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

②作用力一定時(shí)，此時(shí)力的作用時(shí)間越長，動量變化量越大；力的作用時(shí)間越短，動量變化量越小。如：用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時(shí)，石裂而不傷人，就是由于鐵錘打擊石板的時(shí)間極短，鐵錘對石板的沖量很小，石板的動量幾乎不變，躺著的人才不會受傷害。

第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四(2)定量計(jì)算的一般步驟：

①確定研究對象，明確運(yùn)動過程。

②進(jìn)行受力分析，分析確定每個力的沖量，并求出合力的沖量。

③選定正方向，確定初、末狀態(tài)的動量及物體動量的變化量。

④根據(jù)動量定理列方程求解。第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四[名師點(diǎn)睛](1)應(yīng)用動量定理解題時(shí)，一定要對物體進(jìn)行受力分析，明確各個力和合力是正確應(yīng)用動量定理的前提。(2)列方程時(shí)一定要先選定正方向，嚴(yán)格使用矢量式。(3)變力的沖量一般通過求動量的變化量來求解。第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3．籃球運(yùn)動是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動，為了檢測籃球的性能，某同學(xué)多次讓一籃球從h1＝1.8m處自由下落，測出籃球從開始下落