人教版高中物理选修3-5第16章第2节动量和动量定理ppt课件.ppt

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1、第十六章 动量守恒定律 第二节 动量和动量定理动量概念的由来动量概念的由来 在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个物在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个物体，它们的质量和速度的乘积体，它们的质量和速度的乘积mvmv之和之和在碰撞前后是在碰撞前后是保持不变的，这让人们认识到保持不变的，这让人们认识到mvmv这个物理量具有特这个物理量具有特别的意义，物理学中把它定义为物体的动量。别的意义，物理学中把它定义为物体的动量。、定义定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量动量p，用公式表示为，用公式表示为 p=mv 一、动量一、动量2 2、单位单位：在国际单位制中，动

2、量的单位是：在国际单位制中，动量的单位是千克千克米米/ /秒秒，符号是，符号是 kgm/s ；3 3、动量是、动量是矢量矢量：方向由：方向由速度方向速度方向决定决定4 4、动量是描述物体运动状态的物理量，是、动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量状态量；5 5、动量是、动量是相对相对的，与参考系的选择有关。的，与参考系的选择有关。注意：注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度这一时刻的瞬时速度二、动量的变化二、动量的变化 p3 3、动量变化的三种情况：、

3、动量变化的三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 1 1、定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做、定义：物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化物体动量的变化. .2 2、表达式：、表达式：P = P2 - P1 = m P = P2 - P1 = m v. v.PP 不在同一直线上的动量变化的不在同一直线上的动量变化的运算，遵循运算，遵循平行四边形定则平行四边形定则：PPPPP也称也称三角形法则三角形法则：从初动量的矢：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端量末端指向末动量的矢量末端动量的变化动量的变化 pmpmvEK22122kmEp2

4、三、讨论一下动量和动能的关系三、讨论一下动量和动能的关系1 1、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态2 2、动量是矢量，动能是标量、动量是矢量，动能是标量动量发生变化时，动能不一定发生变化，动量发生变化时，动能不一定发生变化， 动能发生变化时，动量一定发生变化动能发生变化时，动量一定发生变化3 3、定量关系、定量关系动量发动量发生变化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改变动能改变动能不变动能不变思考与讨论思考与讨论 在前面所学的动能定理中，我们知在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的

5、变化是由于力的位移积累即道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动量的变化又是力做功的结果，那么，动量的变化又是什么原因引起的呢？什么原因引起的呢？ 动量的变化与速度的变化有关，动量的变化与速度的变化有关，而速度的变化是因为有加速度，而牛而速度的变化是因为有加速度，而牛顿第二定律告诉我们，加速度是由物顿第二定律告诉我们，加速度是由物体所受的合外力产生的。体所受的合外力产生的。 vvat vvFmt四、牛顿第二定律推导动量的变化四、牛顿第二定律推导动量的变化 设置物理情景设置物理情景：质量为：质量为m m的物体，在合力的物体，在合力F F的的作用下，经过一段时间作用下，经过一段时间

6、t t，速度由，速度由v v 变为变为v v，如，如是图所示：是图所示：分析：分析：由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知： 而加速度定义有：而加速度定义有：变形可得：变形可得：F F = = mm a a联立可得：联立可得：Ftmvmv=p/t=p/t这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。表明动量的变化与力的时间积累效果有关。表明动量的变化与力的时间积累效果有关。、定义定义：作用在物体上的力和作用时间：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用，用公式表示为公式表示为 I=Ft（恒力的冲量）（恒力的冲量）2

7、2、单位单位：在国际单位制中，冲量的单位是：在国际单位制中，冲量的单位是牛牛秒秒，符号是，符号是N Ns s 五、冲量五、冲量(impulse)3 3、冲量是、冲量是矢量矢量：方向由：方向由力的方向力的方向决定，若决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同方向相同4 4、冲量是、冲量是过程量过程量，反映了，反映了力对时间的积累力对时间的积累效应效应力的空间积累力的空间积累使动能发生变化使动能发生变化N Nm m（J J）标标量量W= FSW= FS功功力的时间积累力的时间积累使动量发生变化使动量发生变化N NS S矢矢量量I=FtI=Ft冲量冲量

8、冲量与功有什么区别？冲量与功有什么区别？思考与讨论：思考与讨论：作用力与反作用力作用力与反作用力：作用力的冲量与：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。思考与讨论思考与讨论t0F0FtO 由图可知由图可知F-tF-t图线与时间轴之间所围的图线与时间轴之间所围的“面积面积”的大小表示对应时间的大小表示对应时间t t0 0内，力内，力F F0 0的冲的冲量的大小。（变力的冲量）量的大小。（变力的冲量）思考与讨论思考与讨论 如果在一段时间内的作用力是一个

9、变力，如果在一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？又该怎样求这个变力的冲量？公式公式I=Ft中的中的F必必须取平均值须取平均值六、动量定理六、动量定理(theorem of momentum) 1 1、内容内容：物体所受合外力的冲量等于物体：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。的动量变化，这就是动量定理。 2 2、表达式：表达式：FtmvmvpI或或 3 3、加深理解：加深理解：1 1）物理研究方法：）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；过程量可通过状态量的变化来反映；2 2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；）表明合外力的冲量是动量变化的原因；

10、3 3）动量定理是）动量定理是矢量式矢量式，合外力的，合外力的冲量冲量方向与物体方向与物体动量变化动量变化的方向相同：的方向相同： 合外力冲量合外力冲量的方向与的方向与合外合外力力的方向或的方向或速度变化量速度变化量的的方向一致方向一致，但与初动量，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。七、动量定理的适用范围七、动量定理的适用范围1 1、动量定理不但适用于、动量定理不但适用于恒力恒力，也适用于随时间变，也适用于随时间变化的化的变力变力，对于变力，动量定理中的，对于变力，动量定理中的F F应理解为变应理解为变力在作用时间内的力在作用时间内的平均值平

11、均值；2 2、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动匀变速直线运动的问题，的问题，还可以解决还可以解决曲线运动曲线运动中的有关问题，将较难的计算中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；问题转化为较易的计算问题；3 3、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于宏观低速宏观低速物体，也适用于物体，也适用于微观微观现象和现象和变速变速运动问题。运动问题。 动量定理的动量定理的优点优点：不考虑中间过程，只考：不考虑中间过程，只考虑初末状态。虑初末状态。八、动量定理解释生活现象八、动量定理解释生活现象 P P一定，一定，t t短则短则F F大，大，t t长则长则F F小；小；

12、由由Ft=PFt=P可知：可知： t t一定，一定，F F大则大则P P大，大，F F小则小则P P小；小； F F一定，一定，t t长则长则P P大，大，t t短则短则P P小。小。缓冲装置缓冲装置1 1、确定研究对象：一般为单个物体；、确定研究对象：一般为单个物体；4 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；象的动量的变化；5 5、根据动量定理列方程，统一单位后代入、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。数据求解。2 2、明确物理过程：受力分析，求出合外力、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；的冲量；3 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；、明确研究对象的初末状态及相应的动量；