2012高二物理课件第十六章2动量和动量定律ppt.ppt

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1、2 2动量和动量定律动量和动量定律知识点 1 动量及动量的变化量1动量(1)定义：物体的质量 m 与速度 v 的乘积称为物体的动量用字母_表示，即_.ppmv(2)动量的矢量性：动量既有大小，又有方向，是_动量的方向与_的方向一致，运算遵循矢量运算法则(3)单位：国际单位是千克米每秒，符号是_.(4)动量具有相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不同，物体的动量也就不同，即动量具有相对性通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指相对地面的动量kgm/s速度矢量动量与速度动量与动能区别动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果速度描述物体运动的快慢和方向动量是矢量，从运动物

2、体的作用效果方面描述物体的状态动能是标量，从能量的角度描述物体的状态联系动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，且 pmv动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，且(5)动量与速度、动能的区别和联系2.动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差，即_.ppp(2)动量的变化量p 也是矢量，其方向与速度的改变量v相同(3)因为 pmv 是矢量，只要 m 的大小、v 的大小和 v 的方向三者中任何一个发生了变化，动量 p 就发生变化(4)动量变化量p 的计算当物体做直线运动时，只需选定正方向，与正方向相同的动量取正，反之取负若p 是正值，就说

3、明p 的方向与所选正方向相同；若p 是负值，则说明p 的方向与所选正方向相反当初、末状态动量不在一条直线上时，可按平行四边形定则求p 的大小和方向知识点 2 冲量1冲量(1)概念：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量(2)定义式：_.IFt(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量，力越大，作用时间越长，冲量就越大(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号为 Ns.2冲量的理解(1)冲量的绝对性由于力和时间均与参考系无关，所以力的冲量也与参考系的选择无关(2)冲量是_冲量的运算服从平行四边形定则，合冲量等于各外力的冲量的矢量和，若整个过程中，不同阶段受力不同，则合冲量为各

4、阶段冲量的矢量和矢量(3)冲量是过程量，它是力在一段时间内的积累，它取决于力和时间这两个因素所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量3冲量的计算(1)恒力的冲量公式 IFt 适用于计算某个恒力的冲量，这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算，若力为一般变力则不能直接计算冲量(2)变力的冲量变力的冲量通常可利用动量定理 Ip 求解可用图象法计算如图 1621 所示变力冲量，若某一力方向恒定不变，那么在 Ft 图象中，图中阴影部分的面积就表示力在时间tt2t1 内的冲量图 16214冲量与功(1)联系：冲

5、量和功都是力作用过程的积累，是过程量(2)区别：冲量是矢量，是力在时间上的积累，具有绝对性；功是标量，是力在位移上的积累，有相对性【例题】如图 1622 所示，质量为 m 的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间 t1 到达沙坑表面，又经过时间 t2 停在沙坑里求：图 1622(1)沙对小球的平均阻力 F；(2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量 I.解析：设刚开始下落的位置为 A，刚好接触沙的位置为 B，在沙中到达的最低点为 C.(1)在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为 t1t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：mg(t1t2)Ft20(2)仍然在下落的全过程对小球用动

6、量定理：在 t1 时间内只有重力的冲量，在 t2 时间内为总冲量(已包括重力冲量在内)，以竖直向下为正方向，有：mgt1I0，解得 Imgt1.1如图 1623 所示，质量为 m 的小球由高为 H 的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？图 1623知识点 3 动量定理1内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量这个关系叫做动量定理2表达式：Ip 或 Ftmvmv.3对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同(3)动量的变化率

7、和动量的变化量于物体所受的合外力而由动量定理 Ip 可知动量的变化量取决于合外力的冲量，它不仅与物体的受力有关，还与力的作用时间有关(4)动量定理具有普遍性，即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，不论作用力是恒力还是变力，不论几个力的作用时间是相同还是不同都适用4动量定理的应用(1)定性分析有关现象p 一定时，t 越小，F 越大；t 越大，F 越小p 越大，而 t 越小，F 越大p 越小，而 t 越大，F 越小(2)应用动量定理解决问题的一般步骤审题，确定研究对象：对谁、对哪一个过程对物体进行受力分析，分析力在过程中的冲量，或合力在过程中的冲量抓住过程的初、末状态，选定参考方向，对初、末状态的动

8、量大小、方向进行描述根据动量定理，列出动量定理的数学表达式写清各物理量之间关系的补充表达式求解方程组，并分析作答【例题】如图 1624，质量为 M 的汽车带着质量为 m的拖车在平直公路上以加速度 a 匀加速前进，当速度为 v0 时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？图 1624解析：以汽车和拖车系统为研究对象，全过程系统受的合外力始终为(Mm)a，该过程经历时间为 v0/g，末状态拖车的动量为零全过程对系统用动量定理可得：2如图 1625，质量为 m1 kg 的小球由高 h10.45 m处自由下落，

9、落到水平地面后，反弹的最大高度为 h20.2 m，从小球下落到反弹到最高点经历的时间为t0.6 s，g 取 10 m/s2.求：小球撞击地面过程中，球对地面的平均压力 F 的大小图 1625解：以小球为研究对象，从开始下落到反弹到最高点的全过程动量变化为零，根据下降、上升高度可知其中下落、上升分别用时 t10.3 s 和t20.2 s，因此与地面作用的时间必为 t30.1 s由动量定理得：mgtFt30 代入数据解得 F60 N.题型 1动量及动量变化的计算【例题】羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到 342 km/h，假设球飞来的速度为 90 km/h，运动员将球以

10、342 km/h 的速度反向击回设羽毛球的质量为5 g，试求运动员击球过程中羽毛球动量的变化量解析：以球飞来的方向为正方向，则所以动量的变化量pp2p10.600 kgm/s即球的动量变化大小为 0.600 kgm/s，方向与球飞来的方向相反答案：0.600 kgm/s 方向与球飞来的方向相反规律总结：动量变化量是矢量运算问题，应先规定正方向，将矢量运算变为代数运算，再由pp2p1 完成计算1质量为 2 kg 的球，以 10 m/s 的水平速度与竖直墙正碰，碰后以 10 m/s 的速度返回，求球在与墙碰撞过程中动量的变化量解：先取初速度方向为正方向，pmv2mv12(10) kgm/s210

11、kgm/s40 kgm/s，方向与初速度方向相反题型 2用动量定理求冲量【例题】如图 1626 甲所示，物体 A 和 B 用轻绳相连，挂在轻质弹簧下静止不动，A 的质量为 m，B 的质量为 M，当连接 A、B的绳突然断开后，物体 A 上升经某一位置时的速度大小为 v，这时物体 B 下落的速度大小为 u，如图 1626 乙所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体 A 的冲量为()图 1626AmvBmvMuCmvMuDmvmu解析：该题涉及的物体较多，可选 B 为研究对象，在 B 下落的这段时间 t 内，其动量向下增加 Mu，B 只受重力作用，由动量定理，重力 mg，方向向下，弹簧的弹力，方向向上，

12、但弹力是变力，所以要计算弹力的冲量只能应用动量定理来解决以 A 为研究对象，其动量在时间 t 内向上增加为 mv，设弹力的冲量为 I，由动量定理有 Imgtmv.解得 Im(vu)故正确选项为 D.答案：D规律总结：求一个变力的冲量时，若该力是均匀变化的，可转化为恒力(平均力 F)求解，也可用动量定理求解；若该力不是均匀变化的，只能用动量定理求解.2如图 1627 所示，将质量为 m 的小球用力下拉一段距离后，由静止释放，今测得经 t 时间球达到最高点，求此过程中弹簧弹力的冲量图 1627解：由动量定理得 Imgt0故 Imgt，即为所求弹簧弹力的冲量，方向竖直向上题型 3用动量定理求冲力【例

13、题】质量为 50 kg 的杂技演员，在距弹簧床 3.2 m 高处自由下落，着床后被弹向网上 1.8 m 高处已知演员与网的接触时间为 2 s，则演员对网的平均冲击力的大小为多少？解析：方法一：选演员为对象，设其刚触网时的速率为 v，即自由下落末速度，有在演员与网相互作用过程中，受竖直向下的重力 mg、网对人竖直向上的平均作用力 F，如图 1628 所示图 1628取向上为正方向，据动量定理有(Fmg)tmvm(v)850 NF 方向竖直向上方法二：设自由下落时间为 t1，与网作用时间为 t2，弹起上抛阶段时间为 t3.由牛顿第三定律知，演员对网的作用力为 850 N，方向竖直向下(结论中要说明矢量的方向)答案：850 N规律总结：先弄清物理情景，然后根据不同的运动性质确定选取相应规律.运用动量定理解题时，一定要全面地进行受力分析，同时要注意方向性.3一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了 0.5 m，据测算两车相撞前速度约为 30 m/s.则：(1)试求车祸中车内质量约 60 kg 的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是 1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？