用动量概念表示牛顿二定律.ppt

用动量概念表示牛顿二定律 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 足球场上红队足球场上红队5 5号队员一个弧线型角球，号队员一个弧线型角球，早就埋伏在白队球门框旁的红队早就埋伏在白队球门框旁的红队8 8号队员号队员迅速插上，一个漂亮的迅速插上，一个漂亮的“狮子摇头狮子摇头”把球把球顶进了白队的球门，场上一片欢呼。但是，顶进了白队的球门，场上一片欢呼。但是，如果飞来的是一块石块，那怕石块的质量如果飞来的是一块石块，那怕石块的质量比足球要小，人们敢去顶吗？显然不会那比足球要小，人们敢去顶吗？显然不会那么去做。为什么呢？同学们能不能讲出些么去做。为什么呢？同学们能不能讲出些道理来？道理来？【问题问题】【观察观察与思考与思考】鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？你能解释蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？你能解释这种现象吗？这种现象吗？生活中的这些现象都是什么原理呢？生活中的这些现象都是什么原理呢？FFv=v0v=vt F F 作用了时间作用了时间 t t 由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知：F=m a而加速度：而加速度：【问题问题】能否用动量的概念表示牛顿第二定律？能否用动量的概念表示牛顿第二定律？能说出上式的物理意义吗？能说出上式的物理意义吗？这是牛顿第二定律的另一种表述这是牛顿第二定律的另一种表述一、牛顿第二定律的动量表示一、牛顿第二定律的动量表示矢量式矢量式【思思考考】对对物物体体所所受受的的合合外外力力与与其其动动量量之之间间的的关系，叙述正确的是：关系，叙述正确的是：A A、物体所受的合外力与物体的初动量成正比、物体所受的合外力与物体的初动量成正比B B、物体所受的合外力与物体的末动量成正比、物体所受的合外力与物体的末动量成正比C C、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比D D、物物体体所所受受的的合合外外力力与与物物体体动动量量对对时时间间的的变变化化率成正比率成正比D【问题问题】你对冲量有怎样的理解？你对冲量有怎样的理解？上式还可整理得：上式还可整理得：上式右边是动量的变化量，那么左边有什么上式右边是动量的变化量，那么左边有什么物理意义呢？物理意义呢？是是过程过程量。量。二、冲量二、冲量1 1、概念：、概念：力力F和和时间时间t的乘积叫做力的乘积叫做力F在这一段时间内的冲量。在这一段时间内的冲量。2 2、定义式：、定义式：I=FtI=Ft3 3、单、单 位：位：牛秒牛秒，符号是，符号是NS4 4、对冲量的理解：、对冲量的理解：（2 2）过程性）过程性（1 1）矢量性）矢量性运算遵循运算遵循平行四边形定则平行四边形定则（3 3）绝对性）绝对性力的冲量与力的冲量与参照物参照物的选择无关的选择无关例例1、质量为、质量为m的物体的物体A受如图所示受如图所示F的力作的力作用了用了ts，物体始终保持静止，则在此过程中，物体始终保持静止，则在此过程中（）600FA、F 的冲量大小为的冲量大小为F t cos600 B、F 的冲量大小为的冲量大小为 0C、F 的冲量大小为的冲量大小为 F tD、合力的冲量为合力的冲量为 0 思考思考：重力的冲量和地面对物体的支持力的冲：重力的冲量和地面对物体的支持力的冲量各为多少？量各为多少？CD答案答案：mgt和和(mg-F)t请说出请说出 的物理意义的物理意义1、内容、内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的变化物体所受合力的冲量等于物体动量的变化三、动量定理三、动量定理2、表达式：、表达式：想一想：想一想：动量定理适用于恒力，是否也适用动量定理适用于恒力，是否也适用于变力？对于变力的情况，应怎么理解式中于变力？对于变力的情况，应怎么理解式中的的F F？试举例说明。？试举例说明。动量定理适用于恒力，也适用于变力；动量定理适用于恒力，也适用于变力；对于变力，式中的对于变力，式中的F F应理解为变力在作用时应理解为变力在作用时间里的平均值。如铁锤钉钉子。间里的平均值。如铁锤钉钉子。3 3、应用、应用答案：答案：I=P=2mv.思考思考1：质量为质量为m的物体，沿半径为的物体，沿半径为R的的轨道以速率轨道以速率v做匀速圆周运动。求物体所做匀速圆周运动。求物体所受的合外力在半周期内的冲量。受的合外力在半周期内的冲量。vv思考思考2：以速度以速度V0水平抛出一个质量水平抛出一个质量为为1kg的物体，若在抛出后的物体，若在抛出后5s钟落地钟落地,求它后求它后3s内动量的变化。内动量的变化。v0答案：答案：P=mgt=30kgm/s根据上述根据上述,你可归纳出什么结论？你可归纳出什么结论？例例2、如图，用、如图，用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里去，的铁锤把钉子钉进木头里去，打击时铁锤的速度打击时铁锤的速度v=4.0m/s，如果打击后铁锤的速，如果打击后铁锤的速度变为零，打击的作用时间是度变为零，打击的作用时间是0.01s，求铁锤钉钉子，求铁锤钉钉子的平均作用力。的平均作用力。vFG解析：取铁锤作为研究对象，铁锤受解析：取铁锤作为研究对象，铁锤受到钉子的作用力为到钉子的作用力为F，取竖直向下为，取竖直向下为正方向，则由动量定理得：正方向，则由动量定理得：（mg-F)t=0-m v F=mv/t+mg =(200+5)N =205N即铁锤受到的作用力为即铁锤受到的作用力为205N，方向向，方向向上；依据牛顿第三定律，铁锤钉钉子上；依据牛顿第三定律，铁锤钉钉子的平均作用力为的平均作用力为205N，方向向下。，方向向下。4 4、运用动量定理解题步骤：、运用动量定理解题步骤：（1 1）确定研究对象；）确定研究对象；（2 2）明确研究过程，对研究对象进行受）明确研究过程，对研究对象进行受力分析。力分析。（3 3）找出物体的初末状态并确定相应的）找出物体的初末状态并确定相应的动量；动量；（4 4）选定正方向；）选定正方向；（5 5）根据动量定理列方程求解；）根据动量定理列方程求解；（6 6）对结果进行必要的分析。）对结果进行必要的分析。【注意注意】1 1、动动量量定定理理可可由由牛牛顿顿第第二二定定律律以以及及加加速速度度的的定定义义式式导导出出，故故它是牛顿第二定律的另一种形式，但是两者仍有很大区别：它是牛顿第二定律的另一种形式，但是两者仍有很大区别：（1 1）牛牛顿顿第第二二定定律律是是一一个个瞬瞬时时关关系系式式，它它反反映映某某瞬瞬时时物物体体所所受受合合外外力力与与加加速速度度之之间间关关系系（仅仅当当合合外外力力为为恒恒定定不不变变时时，a a为为恒恒量，整个过程与某瞬时是一致的）；量，整个过程与某瞬时是一致的）；（2 2）而而动动量量定定理理是是研研究究物物体体在在合合外外力力持持续续作作用用下下，在在一一段段时时间里的累积效应，在这段时间内，物体的动量获得增加间里的累积效应，在这段时间内，物体的动量获得增加2 2、应用动量定理时，应特别注意、应用动量定理时，应特别注意F tF t为矢量，为矢量，是矢量差，而且是矢量差，而且F F是合外力是合外力3 3、对对于于变变力力的的情情况况，动动量量定定理理中中的的 F F 可可看看成成是是变变力力在在作作用用时时间内的平均值间内的平均值