公开课动量定理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.1 探究动量变化与冲量的关系,一、动量和冲量,（,1,）定义：,1,、冲量,（,2,）定义式：,国际单位是牛,秒,（,Ns,）,（,4,）冲量是,矢量,：,（,5,）冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是,过程量,，它与时间相对应。,某个力,F,与其作用时间,t,的乘积称为该力的,冲量,。,I,=,F t,（,3,）单位：,冲量的方向与力的方向,相同,适用于计算恒力的冲量,2,、动量,（,1,）定义：,（,2,）定义式：,（,3,）单位：,（,5,）矢量性：,V,指某一时刻的,瞬时速度,，动量是是,状态量,，对应某一时刻。,（,6,）相对性：,物体的动量与,参考系,的选择有关，中学阶段常以,地面,作为参考系,P=,m v,在物理学中，物体的,质量,m,和,速度,v,的乘积叫做,动量,。,千克米每秒，符号是,kg,m/s,是,矢量,，方向与瞬时,V,方向相同。,（,4,）瞬时性：,讨论一下动量和动能的关系：,思考：,2.,动量是矢量，动能是标量,3.,定量关系,动量发生变化,速度大小改变方向不变,速度大小不变方向改变,速度大小和方向都改变,动能改变,动能改变,动能不变,1.,动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态,讨论一下动量和动能的关系,：,3,、动量的变化,物体的,末,动量与,初,动量之,矢量差,叫做物体动量的,变化,.,P=P,2,-,P,1,1.,定义：,2.,表达式：,=mv,2,-mv,1,=,mv,练习：一质点在水平面内以速度,v,做匀速圆周运动，如图，质点从位置,A,开始，经,1/2,圆周，质点动量的变化量是多少,?,v,A,A,B,v,B,O,解：,以,v,B,方向为正，因为,v,A,-v,，,v,B,v,，,则,p,v,B,-,v,A,v-,（,-v,）,2,v,，动量的变化量与,v,B,同向,【,观察,与思考,】,生活中的这些现象都是什么原理呢？,F,F,v,0,v,t,F,作用了时间,t,由牛顿第二定律知：,F=m a,力和,力的,作用时间的乘积等于物体的动量变化,4,、动量定理,物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,F,合,t=mv,2,mv,1,（,3,）对动量定理的理解,冲量是使物体动量发生变化的,原因,。,冲量是物体动量 变化的,量度,。,合外力,的冲量。,若合外力是恒力，先求合力,F,合,再由求冲量,F,合,t,；若全过程受力情况不同，先求每个力的冲量再求和,.,动量定理表达式是,矢量式,。“,=”,包含了,大小相等,，,方向相同,两层含义,（,1,）内容：,（,2,）表达式,I,=,p,（,4,）动量定理的适用范围,1,）动量定理不仅适用于,恒力,，也适用于随时间变化的,变力,，动量定理中的,F,应理解为变力在作用时间内的平均值；,2),动量定理不仅可以解决,匀变速直线运动,的问题，还可以解决,曲线运动,中的有关问题；,3,）动量定理不仅适用于,宏观低速物体,，还适用于,微观,现象和,变速,运动的物体。,动量定理的优点：,不考虑中间过程 只考虑初末状态,（,5,）动量定理与牛顿第二定律的关系,1,）,牛顿第二定律反映的是物体某一瞬时所 受合外力与加速度之间的关系，两者一一对应，是一个,瞬时表达式,，,2,）动量定理是研究物体在合外力持续作用 下的,一段时间内的积累效应,，使物体的动量增加。,D,例,1,质量为,m,的钢球自高处落下，以速率,v,1,碰地，竖直向上弹回，碰掸时间极短，离地的速率为,v,2,。在碰撞过程中，地面对钢球冲量的方向和大小为（,）,A、向下，,m,(,v,1,-,v,2,)B、向下，,m,(,v,1,+,v,2,),C、向上，,m,(,v,1,-,v,2,)D、向上，,m,(,v,1,+,v,2,),例,2,水,平面上一质量为,m,的物体，在水,平恒 力,F,作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间,t,后撤去外力，又经过时间,2t,物体停下来，设物体所受阻力为恒量，其大小为（）,F,F/2,F/3,F/4,F,f,2t,t,f,解,：对物体从开始静止到最终静止整,个过程的受力如图所示，,对整个过程，根据动量定理，设,F,方向为正方向，有,F t f 3 t=0,得,f=F/3,C,例,3,蹦床运动是一项扣人心弦的运动项目。运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻腾，做出各种惊险优美的动作。现有一位质量为,50kg,的运动员，从离水平网面,3.2m,的高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面,5m,的高处。若这位运动员与网接触的时间为,1.2s,，求网对运动员的平均作用力的大小,【,分析,】,：运动员先做自由落体运动，离网后再做竖 直上抛运动。两个运动过程都只受重力，根据机械能守恒定律求速度,解：设竖直向上方向为正方向,运动员从,h1,处下落，刚触网的速度为,（方向向下）,运动员反弹到达高度,h2,，离网的速度为,（方向向上）,在接触网的过程中，运动员受向上的平均作用力,F,和向下重力,mg,，根据动量定理,根据动量定理列式求解。,写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量,（或各个外力的冲量的矢量和）。,规定正方向。,由于力、冲量、速度、动量都是矢量，所以列式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。,进行受力分析。,研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。所有外力之和为合外力。,明确研究对象和研究过程。,如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同，要分别计算它们的冲量，并求它们的矢量和。,4.,利用动量定理解题的步骤：,F,合,t,=mv2,mv1,用动量定理解释用,铁锤钉钉子,、人从高处跳下本能的,弯曲膝盖,现象,二、动量定理,的应用：,在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间,(,即缓冲,),减小力的作用,.,分析：根据动量定理,一定时，,F,与,t,成反比,1.,对于钉钉子：,缩短作用时间，增大作用力,2.,对于弯曲膝盖：,延长作用时间，减小作用力。,【,观察,与思考,】,鸡蛋从相同高度下落，分别与盘子和海绵垫接触前的速度是相同的，也即,初动量相同,，碰撞后速度均变为零，即,末动量均为零,，因而在相互作用过程中鸡蛋的,动量变化相同,.,而两种情况下的相互作用时间不同，由,Ft=p,知，与盘子碰时作用,时间短，,相碰时,作用力大,，会被打破；与海绵垫相碰时作用,时间较长,，相碰时,作用力较小,，因而不会被打破,.,体育项目中的海绵垫、沙子、接球时手的回收都有些什么物理原理呢？,作业,课本,Page10,：,2,3,