第一讲冲量和动量.ppt
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1、第一讲冲量和动量现在学习的是第1页,共32页本节课的学习目标本节课的学习目标 1知道力的冲量,冲量的单位、方向;知道力的冲量,冲量的单位、方向;2理解动量的概念,动量的单位、方向;理解动量的概念,动量的单位、方向;3知知道道冲冲量量和和动动量量的的单单位位之之间间的的关关系系,能能区区别别冲量和动量的方向;冲量和动量的方向;4会判断物体动量是否变化;会判断物体动量是否变化;5知知道道动动量量的的运运算算服服从从矢矢量量运运算算法法则则,如如果果动动量量矢矢量量在在同同一一直直线线上上,可可将将动动量量的的运运算算简简化化为代数运算为代数运算现在学习的是第2页,共32页观察并思考观察并思考 鸡蛋
2、从一米多高的地方落到地板上,肯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定会被打破,现在,在地板上放一块泡沫塑料垫,让鸡蛋落到泡沫塑料上,会看到塑料垫,让鸡蛋落到泡沫塑料上,会看到什么现象?你能解释这种现象吗?什么现象?你能解释这种现象吗?现在学习的是第3页,共32页 对对于于一一个个原原来来静静止止的的物物体体,只只要要作作用用力力F和和力力的的作作用用时时间间t的的乘乘积积Ft相相同同,这这个个物物体体就就获获得得相相同同的的速速度度也也就就是是说说:对对一一定定质质量量的的物物体体,力力所所产产生生的的改改变变物物体体速速度度的的效效果果,是是由由Ft这个物理
3、量决定的。这个物理量决定的。问题:问题:一个质量为一个质量为m的静止物体,在力的静止物体,在力F 的作用下开始运动,经的作用下开始运动,经过时间过时间t 将获得多大的速度将获得多大的速度?解:解:物体在力物体在力F作用下得到的加速度为作用下得到的加速度为:经时间经时间t,据,据v=at 得得 物体获得的速度物体获得的速度拓展分析:拓展分析:整理可得整理可得Ft=mv,由此我们得到:对于一,由此我们得到:对于一个原来静止的物体(个原来静止的物体(v0=0,m一定),要使它获得某一速度,一定),要使它获得某一速度,你可采用哪些方法你可采用哪些方法答:答:可以用较大的力作用较短的时间;可以用较大的力
4、作用较短的时间;可以用较小的力作用较长的时间可以用较小的力作用较长的时间.现在学习的是第4页,共32页冲量:冲量:力力F和力的作用时间和力的作用时间t的乘积的乘积Ft叫做力的冲量叫做力的冲量冲量是冲量是矢量矢量,它的方向是由力的方向决定的,如果力的方,它的方向是由力的方向决定的,如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向就跟力的方向相同向在作用时间内不变,冲量的方向就跟力的方向相同通常用符号通常用符号I来表示冲量:来表示冲量:I=Ft冲量的国际单位是冲量的国际单位是牛牛秒秒(Ns)冲量的基本概念及理解:冲量的基本概念及理解:冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的积累的冲量是表示物体在力的作用下
5、经历一段时间的积累的物理量,因此,力对物体有冲量作用必须具备力和该力物理量,因此,力对物体有冲量作用必须具备力和该力作用下的时间两个条件换句话说:只要有力并且作用作用下的时间两个条件换句话说:只要有力并且作用一段时间,那么该力对物体就有冲量作用,可见,一段时间,那么该力对物体就有冲量作用,可见,冲量冲量是过程量是过程量一、冲量一、冲量现在学习的是第5页,共32页巩固训练巩固训练 如图,一个质量为如图,一个质量为m的物块在水平恒力的物块在水平恒力F作用下,经过时间作用下,经过时间t,求,求F在在t时间内的冲量?时间内的冲量?一质量为一质量为m的物块在的物块在t1,t2、t3三段时间内所受外力分别
6、为三段时间内所受外力分别为F1、F2、F3,方向均水平向右,求合力,方向均水平向右,求合力F在时间在时间t1+t2+t3内的冲量内的冲量 如果力如果力F在在t秒内水平向右,秒内水平向右,t秒后秒后F大小不变,方向变为竖大小不变,方向变为竖直向下,作用时间为直向下,作用时间为2t秒,则力秒,则力F在在3t秒内的冲量如何计算?秒内的冲量如何计算?现在学习的是第6页,共32页总结:总结:只只有有当当力力F的的方方向向一一定定时时,才才能能说说力力F的的冲冲量与力的方向相同。量与力的方向相同。计计算算冲冲量量时时,要要明明确确是是哪哪个个力力在在哪哪一一段段时时间间内的冲量。内的冲量。训练训练:放在水
7、平地面上的质量为放在水平地面上的质量为m的物体,用的物体,用一个与水平方向成一个与水平方向成角的力角的力F拉它,作用时间为拉它,作用时间为t,物体始终不动。那么物体始终不动。那么t时间内,拉力、重力和合力对时间内,拉力、重力和合力对物体的冲量为多大?物体的冲量为多大?现在学习的是第7页,共32页二、动量二、动量1、针对前边得到的公式、针对前边得到的公式Ft=mv,讨论得到:,讨论得到:原原来来静静止止的的质质量量m不不同同的的物物体体,在在相相同同的的冲冲量量作作用用下下,虽虽然然得得到到的的速速度度v不不同同,但但它它们们的的质质量量和和速速度度的的乘乘积积mv却却是是相同的,都等于它们受到
8、的冲量相同的,都等于它们受到的冲量 在在物物理理学学中中我我们们把把物物体体的的质质量量和和速速度度的的乘乘积积叫叫做做动动量量2、回答下列思考题:、回答下列思考题:动量用什么符号来表示?动量用什么符号来表示?动量是一个过程量还是状态量?动量是一个过程量还是状态量?动量是矢量还是标量?动量是矢量还是标量?动量的单位是什么?动量的单位是什么?现在学习的是第8页,共32页3、结论、结论:定定义义:运运动动物物体体的的质质量量和和速速度度的的乘乘积积叫叫做做动动量量用用符符号号p表示,即表示,即p=mv.动动量量是是描描述述物物体体处处于于某某一一运运动动状状态态时时的的物物理理量量,当当运运动动状
9、状态态一一定定时时,物物体体的的动动量量也也就就确确定定了了,所所以以动动量量是是一一个个状状态态量量动量是一个矢量,动量的方向和瞬时速度方向相同动量是一个矢量,动量的方向和瞬时速度方向相同动量的单位是千克动量的单位是千克米米/秒(秒(kgm/s)4、知识巩固训练:、知识巩固训练:试试证证明明冲冲量量的的单单位位Ns与与动动量量的的单单位位kgm/s是是相相同同的的我我们们说说物物体体的的动动量量在在变变化化,包包括括几几种种情情况况,举举例例说说明明现在学习的是第9页,共32页5、答案:、答案:动量与冲量的单位是相同的,即:动量与冲量的单位是相同的,即:1牛牛秒秒=1千克千克米米/秒秒由于动
10、量是矢量,所以只要物体的速度大由于动量是矢量,所以只要物体的速度大小或方向发生变化,动量就一定发生变化例小或方向发生变化,动量就一定发生变化例如做匀速直线运动的物体其动量是恒量,而做如做匀速直线运动的物体其动量是恒量,而做匀速圆周运动的物体,由于速度方向不断在改匀速圆周运动的物体,由于速度方向不断在改变,即使其动量大小不变,但因其方向不断改变,即使其动量大小不变,但因其方向不断改变,所以其动量是一变量变,所以其动量是一变量过渡过渡:如果一个物体的动量发生了变化,那如果一个物体的动量发生了变化,那么动量的变化量如何求解呢么动量的变化量如何求解呢现在学习的是第10页,共32页三、动量的变化三、动量
11、的变化1、所所谓谓动动量量的的变变化化就就是是在在某某过过程程中中的的末末动动量量与初动量的与初动量的矢量差矢量差即即p=p-p2、应用、应用例例1、一一个个质质量量是是0.2kg的的钢钢球球,以以2m/s的的速速度度水水平平向向右右运运动动,碰碰到到一一块块坚坚硬硬的的大大理理石石后后被被弹弹回回,沿沿着着同同一一直直线线以以2 m/s的的速速度度水水平平向向左左运运动动,碰碰撞撞前前后后钢钢球球的的动动量量有有没没有有变变化化?变变化化了多少?了多少?现在学习的是第11页,共32页3、思考下列问题:、思考下列问题:动量是矢量,其运算遵循什么规律?动量是矢量,其运算遵循什么规律?例例1:解解
12、:取取水水平平向向右右的的方方向向为为正正方方向向,碰碰撞撞前前钢钢球球的的速速度度v=2m/s,碰碰 撞撞 前前 钢钢 球球 的的 动动 量量 为为p=mv=.kgm/s=0.4kgm/s.碰撞后钢球的速度为碰撞后钢球的速度为v=-2m/s,碰撞后钢球的动量为碰撞后钢球的动量为p=mv=-.kgm/s=-0.4kgm/s.碰碰 撞撞 前前 后后 钢钢 球球 动动 量量 的的 变变 化化 为为:p=p-p=-0.4kgm/s-0.4 kgm/s=-0.8 kgm/s且动量变化的方向向左且动量变化的方向向左现在学习的是第12页,共32页例例2、一个质量是一个质量是0.2kg的钢球,以的钢球,以2
13、m/s的速度的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是45,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45,速度,速度大小仍为大小仍为m/s,试求出钢球动量变化的大小,试求出钢球动量变化的大小和方向?和方向?现在学习的是第13页,共32页解题思考:解题思考:1、碰撞前后物体仍在一条直线上运动,可先设一个正、碰撞前后物体仍在一条直线上运动,可先设一个正方向,末动量方向,末动量p和初动量和初动量p可据此用正负表示,则动可据此用正负表示,则动量的变化量的变化p可用代数的方法求出。可用代数的方法求出。2、碰撞前后物体不在一条直线上运动,可用作图
14、法,、碰撞前后物体不在一条直线上运动,可用作图法,根据:(根据:(1)平行四边形定则,以)平行四边形定则,以p和和p为邻边,做为邻边,做出平行四边形,其对角线长表示出平行四边形,其对角线长表示p的大小,方向的大小,方向就是就是p的方向;(的方向;(2)用三角形方法,以)用三角形方法,以p和和p为为邻边,另一条边的长表示邻边,另一条边的长表示p的大小,由的大小,由p指向指向p的的方向就是方向就是p的方向的方向现在学习的是第14页,共32页关于关于p的计算的计算动量变化等于末动量(包括大小和方向)动量变化等于末动量(包括大小和方向)减去初动量(包括大小和方向)。减去初动量(包括大小和方向)。现在学
15、习的是第15页,共32页动量及其改变动量及其改变例:例:将质量为将质量为2Kg的物体以的物体以3m/s的速度的速度水平抛出,经过一段时间,速度方向与水平抛出,经过一段时间,速度方向与水平方向的夹角为水平方向的夹角为530,求它的初动量、,求它的初动量、末动量和动量的变化量。末动量和动量的变化量。现在学习的是第16页,共32页例题例题3、质质量量为为m的的钢钢球球自自高高处处落落下下,以以速速率率v1碰碰地地,竖竖直直向向上上弹弹回回,与与水水平平地地面面碰碰撞撞时时间间极极短短,离离地地时时速速率率为为v2,在在碰碰撞撞过过程程中中,钢球动量变化的大小为多少?钢球动量变化的大小为多少?现在学习
16、的是第17页,共32页解析解析:选竖直向下为正方向,则碰前钢球的动量选竖直向下为正方向,则碰前钢球的动量 碰后钢球的动量碰后钢球的动量 碰撞过程中钢球动量变化碰撞过程中钢球动量变化 负号表示方向与选定的正方向相反,即竖直向负号表示方向与选定的正方向相反,即竖直向上,所以钢球动量变化大小是上,所以钢球动量变化大小是:现在学习的是第18页,共32页 5 5、总结总结 动动量量是是矢矢量量,求求其其变变化化量量可可用用平平行行四四边边形形定定则则;在在一一维维情情况况下下可可首首先先规规定定一一个个正正方方向向,这时求动量变化就可简化为代数运算这时求动量变化就可简化为代数运算 动动量量是是状状态态量
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- 第一 冲量 动量
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