第2节动量定理优秀课件.ppt

第第2 2节动量定理节动量定理第1页，本讲稿共23页实验二：用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。第2页，本讲稿共23页问题：问题：如图，质量为如图，质量为m m，初速度为，初速度为v小车，受到一个水平小车，受到一个水平向右的力向右的力F F，则经过时间，则经过时间t t后，速度为后，速度为V V，合力对，合力对小车的冲量与小车的动量变化之间有什么关系？小车的冲量与小车的动量变化之间有什么关系？vF第3页，本讲稿共23页一、动量定理一、动量定理1 1、内容：、内容：物体所受的合外力的冲量等于物体物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化，动量的变化，2 2、表达式：、表达式：理解：理解：F F物体所受的合外力物体所受的合外力;t t合外力作用时间合外力作用时间;Ft Ft 合外力的冲量；合外力的冲量；p=p=m mv 末动量减初动量。末动量减初动量。3 3、单位：单位：F的单位是的单位是N，t的单位是的单位是s，p和和 的单位是的单位是 kgm/s（kgms-1）第4页，本讲稿共23页4、动量定理不仅适用恒力作用，也适、动量定理不仅适用恒力作用，也适用变力作用的情况（此时的力应为平均用变力作用的情况（此时的力应为平均作用力）作用力）5、动量定理不仅适用于宏观低速物、动量定理不仅适用于宏观低速物体，对微观现象和高速运动仍然适用体，对微观现象和高速运动仍然适用第5页，本讲稿共23页二、对动量定理的进一步认识二、对动量定理的进一步认识 例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况在同一直线上的情况(即一维情况即一维情况)，此时公式中各，此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。矢量取负值。1 1、动量定理中的方向性、动量定理中的方向性第6页，本讲稿共23页例：质量为例：质量为m m的小球在光滑水平面上的小球在光滑水平面上以速度大小以速度大小v v向右运动与墙壁发生向右运动与墙壁发生碰撞后以大小碰撞后以大小v/2v/2反向弹回，与墙反向弹回，与墙壁相互作用时间为壁相互作用时间为t t，求小球对墙，求小球对墙壁的平均作用力。壁的平均作用力。vv/2第7页，本讲稿共23页5 5、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，对研究对象进行受力分析。）明确研究过程，对研究对象进行受力分析。（3 3）找出物体的初末状态并确定相应的动量；）找出物体的初末状态并确定相应的动量；（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）对结果进行必要的分析。果进行必要的分析。第8页，本讲稿共23页2、动量的变化率：动量的变化跟发生这、动量的变化率：动量的变化跟发生这 一变化一变化 所用的时间的比值。所用的时间的比值。由动量定理由动量定理Ft=p得得F=P/t，可见，动量的变化率等于物体所受的合外力。可见，动量的变化率等于物体所受的合外力。当动量变化较快时，物体所受合外力较大，反之则小；当动量变化较快时，物体所受合外力较大，反之则小；当动量均匀变化时，物体所受合外力为恒力，当动量均匀变化时，物体所受合外力为恒力，此关系可由图所示的图线来描述，图线斜率即为物体所受合外力此关系可由图所示的图线来描述，图线斜率即为物体所受合外力F，斜率大，则，斜率大，则F也大也大 pF大F小 0t第9页，本讲稿共23页在日常生活中，有不少这样的事例：跳远在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子，而不用橡皮锤。这些比如用铁锤钉钉子，而不用橡皮锤。这些现象中的原因是什么呢？现象中的原因是什么呢？三、动量定理应用三、动量定理应用第10页，本讲稿共23页第11页，本讲稿共23页第12页，本讲稿共23页四、想一想、议一议四、想一想、议一议1两名建筑工人抛接砖的动作是怎样的？两名建筑工人抛接砖的动作是怎样的？2太极拳中以柔克刚、四两拨千斤能否用动量太极拳中以柔克刚、四两拨千斤能否用动量定理解释？定理解释？3从去年五月一日起实施的交通法规规定的汽从去年五月一日起实施的交通法规规定的汽车驾驶员必须系安全带，为什么要这样规定？车驾驶员必须系安全带，为什么要这样规定？（怎样用动量定理解释安全气囊的作用？）（怎样用动量定理解释安全气囊的作用？）第13页，本讲稿共23页 小结：小结：1用牛顿运动定律和运动学公式推导用牛顿运动定律和运动学公式推导 动量定理动量定理 2理解动量定理的确切含义和表达式理解动量定理的确切含义和表达式 3掌握一维情况下动量定理的计算问掌握一维情况下动量定理的计算问 题。并会用动量定理解释有关物理题。并会用动量定理解释有关物理 现象。现象。第14页，本讲稿共23页【例例1】一架飞机在空中以一架飞机在空中以300m/S的的速度匀速飞行，一只质量为速度匀速飞行，一只质量为1Kg的小的小鸟以鸟以10m/S的速度相向飞来，此时鸟的速度相向飞来，此时鸟相对于飞机的动量为相对于飞机的动量为310Kgm/s。机鸟。机鸟相撞后这些动量完全转化成小鸟对飞机相撞后这些动量完全转化成小鸟对飞机的冲量。相撞时间为的冲量。相撞时间为310-3秒。那么机秒。那么机鸟相撞而作用于飞机上的冲击力为多鸟相撞而作用于飞机上的冲击力为多少？（取三位有效数字）少？（取三位有效数字）答案：大小为答案：大小为1.03105N 第15页，本讲稿共23页【例例2】质量为质量为50kg的杂技演的杂技演员，在距弹簧网员，在距弹簧网3.2m高处自由高处自由下落，着网后被弹向网上下落，着网后被弹向网上1.8m高处，已知演员与网的接触时间高处，已知演员与网的接触时间为为2s，则演员对网的平均冲击力，则演员对网的平均冲击力的大小为多少？（的大小为多少？（g取取10m/s2）点评：应用动量定理时一定要用合力的冲量一定要用合力的冲量速度与各力的正方向选取要统一速度与各力的正方向选取要统一第16页，本讲稿共23页解析解析 演员刚接触网时的速度演员刚接触网时的速度v1=8（m/s）演员离开网时的速度演员离开网时的速度v2=6（m/s）演员在与网的作用的过程中受力如图，以向上为正方向，演员在与网的作用的过程中受力如图，以向上为正方向，由动量定理得：由动量定理得：(N-mg)t=mv2-mv1 (N-5010)2=506-50(-8)N=850(N)由牛顿第三定律得：由牛顿第三定律得：演员对网的平均冲击力演员对网的平均冲击力N=N=850(N)答：答：演员对网的平均冲击力演员对网的平均冲击力850(N)mgN+第17页，本讲稿共23页第18页，本讲稿共23页2.2.两小球的质量分别是两小球的质量分别是m m1 1和和m m2 2，且，且m m1 1=2m=2m2 2，当它们的动能相，当它们的动能相等时，它们的动量大小之比等时，它们的动量大小之比 .第19页，本讲稿共23页3.质量为质量为300g的垒球以的垒球以30m/s的速度飞来，队员用木棒击球，的速度飞来，队员用木棒击球，球反向弹回的速率是球反向弹回的速率是30m/s，则垒球受到的冲量大小是则垒球受到的冲量大小是 .18NS第20页，本讲稿共23页4.某消防队员从一平台上跳下，下落某消防队员从一平台上跳下，下落2m后后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了冲，使自身重心又下降了0.5m.在着地在着地过程中，对他双脚的平均作用力估计为过程中，对他双脚的平均作用力估计为(B)A.自身所受重力的自身所受重力的2倍倍B.自身所受重力的自身所受重力的5倍倍C.自身所受重力的自身所受重力的8倍倍D.自身所受重力的自身所受重力的10倍倍第21页，本讲稿共23页5.5.质量为质量为0.40kg0.40kg的小球从高的小球从高3.20m3.20m处处自由下落，碰到地面后竖直向上弹起自由下落，碰到地面后竖直向上弹起到到1.80m1.80m高处，碰撞时间为高处，碰撞时间为0.040s0.040s，g g取取10m/s10m/s2 2,求碰撞过程中地面对球的求碰撞过程中地面对球的平均冲力。平均冲力。第22页，本讲稿共23页6.质量为质量为1kg的物体沿直线运动，其的物体沿直线运动，其v-t图图象如图所示，则此物体在前象如图所示，则此物体在前4s和后和后4s内受到的内受到的合外力冲量为合外力冲量为 A8Ns，8Ns B8Ns，-8Ns C0，8 N s D 0，-8Ns第23页，本讲稿共23页