高中物理 第16章 第2節(jié) 動(dòng)量和動(dòng)量定理課件 新人教版選修3-5.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,動(dòng)量守恒定律,第十六章,第二節(jié) 動(dòng)量和動(dòng)量定理,第十六章,雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會(huì)被打破?，F(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，我們盡可能把雞蛋舉得高高的，然后放開(kāi)手，讓雞蛋落到泡沫塑料墊上，看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破，思考其中的道理。,,1.定義 運(yùn)動(dòng)物體的_____和它的_____的乘積叫做物體的動(dòng)量。 2．表達(dá)式 p＝_____。 3．單位 ______________，符號(hào)__________。 4．方向 動(dòng)量是矢量，它的方向與________方向相同。,動(dòng)量,質(zhì)量,速度,mv,千克米每秒,kgms－1,速度的,1.動(dòng)量的變化 因?yàn)閜＝mv，是矢量，只要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_____，動(dòng)量p就發(fā)生變化。 2．動(dòng)量的變化量 (1)定義：物體在某段時(shí)間內(nèi)________與________的矢量差(也是矢量)，Δp＝_________。 (2)Δp＝p′－p，此式為矢量式，若p′、p不在同一直線上時(shí)，要用______________定則(或矢量三角形定則)求矢量差，若在同一直線上，先規(guī)定正方向，再用正、負(fù)表示p、p′，可用Δp＝p′－p＝__________進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算求解。,動(dòng)量的變化量,變化,末動(dòng)量,初動(dòng)量,p′－p,平行四邊形,mvt－mv0,1.定義 _____與_______________的乘積叫力的沖量。 2．表達(dá)式 I＝_____ 3．方向 沖量是矢量，沖量的方向與_____方向一致，沖量的方向跟__________的方向一致。 4．沖量的單位 在國(guó)際單位制中是“__________”， 符號(hào)“_____”,沖量,力,力的作用時(shí)間,Ft,力的,動(dòng)量變化,牛頓秒,Ns,1.內(nèi)容 物體在一個(gè)過(guò)程始末動(dòng)量的________等于它在這個(gè)過(guò)程中________的沖量。 2．表達(dá)式 ____________________或 __________ 3．動(dòng)量定理的應(yīng)用 碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，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(lái)的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法_____其作用時(shí)間。,動(dòng)量定理,變化量,所受力,mv′－mv＝F(t′－t),p′－p＝I,減少,延長(zhǎng),一、對(duì)動(dòng)量的理解 1．動(dòng)量是狀態(tài)量 求動(dòng)量時(shí)要明確是哪一物體在哪一狀態(tài)(時(shí)刻)的動(dòng)量，p＝mv中的速度v是瞬時(shí)速度。 2．動(dòng)量的矢量性 動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同，有關(guān)動(dòng)量的運(yùn)算，如果物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，則選定一個(gè)正方向后，動(dòng)量的矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算了。,3．動(dòng)量的相對(duì)性 指物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)，選不同的參考系時(shí)，同一物體的動(dòng)量可能不同，通常在不說(shuō)明參考系的情況下，物體的動(dòng)量是指物體相對(duì)地面的動(dòng)量。 4．動(dòng)量與速度、動(dòng)能的區(qū)別和聯(lián)系 (1)動(dòng)量與速度 a．區(qū)別：速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向；動(dòng)量在描述物體運(yùn)動(dòng)方面更進(jìn)一步，更能體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的作用效果。 b．聯(lián)系：動(dòng)量和速度都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，都是矢量，動(dòng)量的方向與速度方向相同，p＝mv。,特別提醒： 動(dòng)量是矢量，比較兩個(gè)物體的動(dòng)量時(shí)，不能僅比較大小，也應(yīng)比較方向，只有大小相等、方向相同的兩個(gè)動(dòng)量才能相等。,2015年8月在中國(guó)大學(xué)生校園足球比賽中，一足球運(yùn)動(dòng)員踢一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的足球。,,(1)若開(kāi)始時(shí)足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度為10m/s，方向仍向右(如圖甲)，則足球的初動(dòng)量p＝________，方向______，足球的末動(dòng)量p′＝________，方向______；在這一過(guò)程中足球動(dòng)量的改變量Δp＝______，方向________。 (2)若足球以10m/s的速度撞向球門門柱，然后以3m/s速度反向彈回(如圖乙)，則這一過(guò)程中足球的動(dòng)量改變量是________，方向________；動(dòng)能改變量是________。,答案：(1)1.6kgm/s方向向右；4kgm/s方向向右；2.4kgm/s方向向右。 (2)5.2kgm/s方向向左；18.2J。 解析：(1)取向右為正方向，初、末動(dòng)量分別為 p＝mv＝0.44kgm/s＝1.6kg m/s，方向向右 p′＝mv′＝0.410kgm/s＝4kgm/s，方向向右 動(dòng)量的改變量為Δp＝p′－p＝2.4kgm/s，方向向右。,二、對(duì)沖量的理解 1．對(duì)沖量的理解 (1)沖量是過(guò)程量：沖量描述的是作用在物體上的力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)，與某一過(guò)程相對(duì)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(dòng)量變化量的方向相同。 (3)沖量的絕對(duì)性：沖量?jī)H由力和時(shí)間兩個(gè)因素決定，具有絕對(duì)性。,2．沖量的計(jì)算 (1)單個(gè)力的沖量：利用公式I＝Ft計(jì)算。 (2)合力的沖量： 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。 ②兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解。 ③變力的沖量：用動(dòng)量定理列式求解。,特別提醒： (1)沖量是矢量，求沖量的大小時(shí)一定要注意是力與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間的乘積。 (2)判斷兩個(gè)力的沖量是否相同，必須滿足沖量的大小和方向都相同，缺一不可。,如圖所示，一個(gè)小孩沿水平方向用最大的力F推靜止在水平地面上的小汽車，但推了很久時(shí)間t都無(wú)法使它運(yùn)動(dòng)，就這個(gè)問(wèn)題兩個(gè)同學(xué)展開(kāi)討論。 甲同學(xué)說(shuō)：汽車沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樾『⒔o汽車的推力的沖量為零。 乙同學(xué)說(shuō)：小孩給汽車的推力的沖量不為零，汽車沒(méi)動(dòng)是因?yàn)樗艿暮狭Φ臎_量為零。誰(shuí)說(shuō)的對(duì)？,,答案：乙說(shuō)的對(duì)。 解析：小孩給汽車的推力的沖量大小為I＝Ft。 汽車沒(méi)動(dòng)說(shuō)明它所受的合力為零，故其合外力的沖量為零。,三、對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用 1．對(duì)動(dòng)量定理的理解 (1) 動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因。 (2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，它說(shuō)明合外力的沖量跟物體動(dòng)量變化量不僅大小相等，而且方向相同。 運(yùn)用動(dòng)量定理主要是一維的問(wèn)題，要注意正方向的規(guī)定。,2．動(dòng)量定理的應(yīng)用 (1)應(yīng)用動(dòng)量定理FΔt＝Δp定性解釋常見(jiàn)物理現(xiàn)象。 由上式可以看出如果保持Δp一定，則力作用的時(shí)間越短，沖力就越大。因此在需要增大作用力時(shí)，可盡量減少作用的時(shí)間，如打擊、碰撞等由于作用時(shí)間短、作用力往往較大。 反之，作用時(shí)間越長(zhǎng)，力F就越小，因此在需要減小作用力的時(shí)候，可想辦法延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，如利用海棉或彈簧的緩沖作用來(lái)延長(zhǎng)作用時(shí)間，達(dá)到減小作用力的目的。,(2)應(yīng)用I＝Δp求變力的沖量。 如果物體受到大小、方向不變的力的作用，既可以應(yīng)用FΔt求力的沖量，也可以應(yīng)用物體動(dòng)量改變?chǔ)的大小和方向來(lái)替代力的沖量。 如果物體受到大小、方向改變的力的作用，則不能直接用FΔt求變力的沖量，這時(shí)可以求在該力沖量作用下物體動(dòng)量改變?chǔ)的大小和方向，替代變力的沖量。,3．應(yīng)用動(dòng)量定理解題的一般步驟 a．選定研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 b．進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)分析。 c．選定正方向，根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解。,質(zhì)量為m的重錘，以速度v打在木樁上，打擊后重錘的速度為零，已知作用時(shí)間為t，現(xiàn)在需要求出重錘對(duì)木樁的平均作用力，填寫(xiě)下列空白： (1)研究對(duì)象應(yīng)選___________________； (2)研究過(guò)程是_____________________； (3)應(yīng)注意的問(wèn)題是：_______________； (4)解題的依據(jù)是：_________________； (5)解題結(jié)果是：___________________。,,關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說(shuō)法正確的是( ) A．做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量Δp的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同 B．做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量Δp的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反 C．物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量Δp為零 D．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量一定不為零,對(duì)動(dòng)量及動(dòng)量變化的理解,(紹興一中2013～2014學(xué)年高二下學(xué)期期末)關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說(shuō)法正確的是( ) A．運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向，一定是該時(shí)刻的速度方向 B．物體的加速度不變，其動(dòng)量一定不變 C．動(dòng)量越大的物體，其速度一定越大 D．物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大 答案：A,解析：本題側(cè)重于準(zhǔn)確理解動(dòng)量概念，動(dòng)量具有瞬時(shí)性，任一時(shí)刻物體的動(dòng)量方向，即為該時(shí)刻的速度方向，選項(xiàng)A正確。加速度不變，則物體的速度的變化恒定，而運(yùn)動(dòng)的速度均勻變化，故其動(dòng)量也均勻變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，物體的動(dòng)量大小由物體質(zhì)量及速度大小共同決定，故物體的動(dòng)量越大，其速度不一定越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。慣性由物體質(zhì)量決定，物體的動(dòng)量越大，其質(zhì)量并不一定越大，慣性也不一定越大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,關(guān)于沖量，下列說(shuō)法正確的是( ) A．沖量是物體動(dòng)量變化的原因 B．作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零 C．動(dòng)量越大的物體受到的沖量越大 D．沖量的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向,對(duì)沖量的理解,解析：力作用一段時(shí)間便有了沖量，而力作用一段時(shí)間后，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，物體的動(dòng)量也發(fā)生了變化，因此說(shuō)沖量使物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，A選項(xiàng)正確；只要有力作用在物體上，經(jīng)歷一段時(shí)間，這個(gè)力便有了沖量I＝Ft，與物體處于什么狀態(tài)無(wú)關(guān)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況，是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果，所以B選項(xiàng)不正確；物體所受沖量I＝Ft與物體動(dòng)量的大小p＝mv無(wú)關(guān)，C選項(xiàng)不正確；沖量的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān)，故D選項(xiàng)不正確。 答案：A,運(yùn)動(dòng)員向球踢了一腳(如圖)，踢球時(shí)的力F＝100N，球在地面上滾動(dòng)了t＝10s停下來(lái)，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)球的沖量為( ) A．1000Ns B．500Ns C．零 D．無(wú)法確定 答案：D 解析：滾動(dòng)了t＝10s是地面摩擦力對(duì)足球的作用時(shí)間。不是踢球的力的作用時(shí)間，由于不能確定人作用在球上的時(shí)間，所以無(wú)法確定運(yùn)動(dòng)員對(duì)球的沖量。,,用0．5kg的鐵錘把釘子釘進(jìn)木頭里，打擊時(shí)鐵錘的速度v＝4.0m/s，如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?，打擊的作用時(shí)間是0.01s，那么： (1)不計(jì)鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？ (2)考慮鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大？(g取10m/s2),動(dòng)量定理的應(yīng)用,,(3)比較(1)和(2)，討論是否要計(jì)鐵錘的重力。,古時(shí)有“守株待兔”的寓言，設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時(shí)即可致死。若兔子與樹(shù)樁發(fā)生碰撞，作用時(shí)間為0.2s，則被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( ) A．1m/s B．1.5m/s C．2m/s D．2.5m/s 答案：CD,,如圖所示，雜技表演時(shí)，?？煽匆?jiàn)有人用鐵錘猛擊放在“大力士”身上的條石，石裂而人不傷，試分析其中的道理。,用動(dòng)量定理定性解釋物理現(xiàn)象,從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都要屈腿(如圖所示)，這樣做是為了( ) A．減小沖量 B．減小動(dòng)量的變化量 C．增大與地面的沖擊時(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,答案：C 解析：人落地動(dòng)量變化一定，屈腿下蹲延緩了人落地時(shí)動(dòng)量變化所用的時(shí)間，依動(dòng)量定理可知，這樣就減小了地面對(duì)人的沖力，故C正確。,