高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 1 碰撞 2 动量课件 教科选修35.ppt

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1、第一章第一章 碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒 1碰碰 撞撞 2 动动 量量2021/8/11 星期三1目目标定位定位1.知道什么是碰撞及碰撞的分知道什么是碰撞及碰撞的分类，掌握，掌握弹性碰撞性碰撞和非和非弹性碰撞的区性碰撞的区别.2.理解理解动量、冲量的概念，知道量、冲量的概念，知道动量、量、冲量的方向冲量的方向.3.知道知道动量的改量的改变量，并会求量，并会求动量的改量的改变量量.4.理理解解动量定理的物理意量定理的物理意义和表达式，能用和表达式，能用动量定理解量定理解释现象和象和解决解决实际问题2021/8/11 星期三2一、碰撞一、碰撞1碰撞碰撞现象象做相做相对运运动的两个的两个(或几个或

2、几个)物体相遇而物体相遇而发生相互作用，在生相互作用，在_的的时间内，它内，它们的的_会会发生生显著著变化，化，这一一过程叫做碰撞程叫做碰撞2碰撞的分碰撞的分类(1)弹性碰撞：碰撞前后两滑性碰撞：碰撞前后两滑块的的_不不变(2)非非弹性碰撞：碰撞后两滑性碰撞：碰撞后两滑块的的总动能能_了了(3)完全非完全非弹性碰撞：两物体碰后性碰撞：两物体碰后_，以，以_的速的速度运度运动，完全非，完全非弹性碰撞性碰撞过程程动能能损失最大失最大运运动状状态很短很短总动能能减少减少粘在一起粘在一起相同相同2021/8/11 星期三3二、动量二、动量1 1定义：运动物体的定义：运动物体的_和和_的乘积叫动量；公式

3、的乘积叫动量；公式p p_；单位：；单位：_，符号：，符号：_2 2矢量性：方向与速度的方向矢量性：方向与速度的方向_运算遵循运算遵循_定则定则3 3动量是状态量动量是状态量4 4动量的变化量动量的变化量(1)(1)定义：物体在某段时间内定义：物体在某段时间内_与与_的矢量差的矢量差(也是矢量也是矢量)，pp_(_(矢量式矢量式)(2)(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方质量量速度速度mv千克千克米米/秒秒kgm/s相同相同平行四平行四边形形末末动量量初初动量量pp2021/8/11 星期三4向，向，动量、量、动量的量的变化量用化量

4、用带有正、有正、负号的数号的数值表示，从而表示，从而将矢量运算将矢量运算简化化为_运算运算(此此时的正、的正、负号号仅代表方向，代表方向，不代表大小不代表大小)想一想想一想质量和速度大小相同的两个物体量和速度大小相同的两个物体动能相同，它能相同，它们的的动量也一定相同量也一定相同吗？答案不一定答案不一定动量是矢量，有方向性，而量是矢量，有方向性，而动能是能是标量，无量，无方向方向代数代数2021/8/11 星期三5三、三、动量定理量定理1冲量冲量(1)定定义：力与：力与_的乘的乘积，公式：，公式：I_，单位：牛位：牛顿秒，符号秒，符号Ns.(2)矢量性：方向与矢量性：方向与_相同相同2动量定理

5、量定理(1)内容：物体所受合外力的冲量等于物体的内容：物体所受合外力的冲量等于物体的_(2)公式：公式：Ft_或或I_.力的作用力的作用时间Ft力的方向力的方向动量量变化化ppp p2021/8/11 星期三6一、碰撞中的一、碰撞中的动能能变化及碰撞分化及碰撞分类(1)发生碰撞的两物体，若两物体的形生碰撞的两物体，若两物体的形变是是弹性的，碰后能性的，碰后能够恢复原状，两物体碰撞前后恢复原状，两物体碰撞前后动能不能不变，这样的碰撞叫的碰撞叫弹性碰撞性碰撞(2)发生碰撞的两物体，若两物体的形生碰撞的两物体，若两物体的形变是非是非弹性的，碰后性的，碰后不能不能够完全恢复原状，两物体碰撞后完全恢复原

6、状，两物体碰撞后动能减少，能减少，这样的碰的碰撞叫非撞叫非弹性碰撞性碰撞(3)若两物体碰后粘在一起，不再分开，此若两物体碰后粘在一起，不再分开，此过程两物体程两物体损失失的的动能最大，能最大，这样的碰撞叫完全非的碰撞叫完全非弹性碰撞性碰撞2021/8/11 星期三7【例例1】一个一个质量量为2 kg的小球的小球A以以v03 m/s的速度与一个的速度与一个静止的、静止的、质量量为1 kg的小球的小球B正碰正碰试根据以下数据，分根据以下数据，分析碰撞性析碰撞性质(1)碰后碰后A、B的速度均的速度均为2 m/s.(2)碰后碰后A的速度的速度为1 m/s，B的速度的速度为4 m/s.答案答案(1)非非

7、弹性碰撞性碰撞(2)弹性碰撞性碰撞2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9二、二、动量和量和动量的量的变化化1对动量的理解量的理解(1)动量的矢量性：量的矢量性：动量是矢量，它的方向与速度量是矢量，它的方向与速度v的方向的方向相同，遵循矢量运算法相同，遵循矢量运算法则动量是状量是状态量，量，进行运算行运算时必必须明确是哪个物体在哪一状明确是哪个物体在哪一状态(时刻刻)的的动量量(2)动量具有相量具有相对性：由于速度与参考系的性：由于速度与参考系的选择有关，一般有关，一般以地球以地球为参考系参考系(3)动量与量与动能的区能的区别与与联系：系：区区别：动量是矢量，量是矢量，动能是能

8、是标量量2021/8/11 星期三102动量的量的变化化(p)(1)ppp为矢量式矢量式若若p、p不在一条直不在一条直线上，要用平行四上，要用平行四边形定形定则求矢量差求矢量差若若p、p在一条直在一条直线上，先上，先规定正方向，再用正、定正方向，再用正、负表示表示p、p，则可用可用pppmvmv进行代数运算行代数运算(2)动量量变化的方向：与速度化的方向：与速度变化的方向相同化的方向相同2021/8/11 星期三11【例例2】质量量为0.5 kg的物体，运的物体，运动速度速度为3 m/s，它在一个，它在一个变力作用下速度力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，方向和原来方向相反，则这段

9、段时间内内动量的量的变化量化量为()A5 kgm/s，方向与原运，方向与原运动方向相反方向相反B5 kgm/s，方向与原运，方向与原运动方向相同方向相同C2 kgm/s，方向与原运，方向与原运动方向相反方向相反D2 kgm/s，方向与原运，方向与原运动方向相同方向相同答案答案A解析以原来的方向解析以原来的方向为正方向，由定正方向，由定义式式pmvmv得得p(70.530.5)kgm/s5 kgm/s，负号表示号表示p的的方向与原运方向与原运动方向相反方向相反2021/8/11 星期三12借题发挥关于动量变化量的求解借题发挥关于动量变化量的求解1 1若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提

10、下，若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算可化矢量运算为代数运算2 2若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则定则2021/8/11 星期三13三、三、对冲量的理解和冲量的理解和计算算1冲量的理解冲量的理解(1)冲量是冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的程量，它描述的是力作用在物体上的时间累累积效效应，求冲量，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量内的冲量(2)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同2冲量的冲量

11、的计算算(1)求某个恒力的冲量：用求某个恒力的冲量：用该力和力的作用力和力的作用时间的乘的乘积(2)求合冲量的两种方法：求合冲量的两种方法：2021/8/11 星期三14可分可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式相同，也可以先求合力，再用公式I合合F合合t求解求解图图1 11 1、2 21 1(3)求求变力的冲量：力的冲量：若力与若力与时间成成线性关系性关系变化，化，则可用平均可用平均力求力求变力的冲量力的冲量若若给出了力随出了力随时间变化的化的图像如像如图11、21所示，

12、可用面所示，可用面积法求法求变力的冲量力的冲量利用利用动量定理求解量定理求解2021/8/11 星期三15【例例3】如如图11、22所示，在所示，在倾角角37的斜面上，有一的斜面上，有一质量量为5 kg的物的物体沿斜面滑下，物体与斜面体沿斜面滑下，物体与斜面间的的动摩摩擦因数擦因数0.2，求物体下滑，求物体下滑2 s的的时图图1 11 1、2 22 2答案见解析答案见解析解析重力的冲量：解析重力的冲量：IGIGGtGtmgtmgt5102 Ns5102 Ns100 Ns100 Ns，方向竖直向下，方向竖直向下间内，物体所受各力的冲量内，物体所受各力的冲量(g取取10 m/s2，sin 370.

13、6，cos 370.8)2021/8/11 星期三16支持力的冲量：支持力的冲量：IFFtmgcos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直斜面向上，方向垂直斜面向上摩擦力的冲量：摩擦力的冲量：IFfFftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上借借题发挥求各力的冲量或者合力的冲量，首先判断是否是求各力的冲量或者合力的冲量，首先判断是否是恒力，若是恒力，可直接用力与作用恒力，若是恒力，可直接用力与作用时间的乘的乘积，若是，若是变力，力，要根据力的特点求解，或者利用要根据力的特点求解，或者利用动量定理求解量定理求解2021/8/11 星期三17四、四

14、、对动量定理的理解和量定理的理解和应用用1动量定理的理解量定理的理解(1)动量定理的表达式量定理的表达式Ftpp是矢量式，等号包含了大是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含小相等、方向相同两方面的含义(2)动量定理反映了合外力的冲量是量定理反映了合外力的冲量是动量量变化的原因化的原因(3)公式中的公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是是物体所受的合外力，若合外力是变力，力，则F应是合外力在作用是合外力在作用时间内的平均内的平均值2动量定理的量定理的应用用(1)定性分析有关定性分析有关现象：象：物体的物体的动量量变化量一定化量一定时，力的作用，力的作用时间越短，力就越越短，力就越大；

15、力的作用大；力的作用时间越越长，力就越小，力就越小2021/8/11 星期三18作用力一定作用力一定时，力的作用，力的作用时间越越长，动量量变化量越大；力化量越大；力的作用的作用时间越短，越短，动量量变化量越小化量越小(2)应用用动量定理定量量定理定量计算的一般步算的一般步骤：选定研究定研究对象，明确运象，明确运动过程程进行受力分析和运行受力分析和运动的初、末状的初、末状态分析分析选定正方向，根据定正方向，根据动量定理列方程求解量定理列方程求解2021/8/11 星期三19【例例4】跳跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由是由于于()A人跳在沙坑的人跳在沙坑

16、的动量比跳在水泥地上的小量比跳在水泥地上的小B人跳在沙坑的人跳在沙坑的动量量变化比跳在水泥地上的小化比跳在水泥地上的小C人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小D人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小答案答案D2021/8/11 星期三20解析人跳解析人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初初动量是一定的，所以量是一定的，所以选项A错误；落地后静止，末；落地后静止，末动量一定，量一定，人的人的动量量变化是一定的，化是一定的，选项B错误；由；由动量定理可知人受到量定理可知人

17、受到的冲量等于人的的冲量等于人的动量量变化，所以两种情况下人受到的冲量相化，所以两种情况下人受到的冲量相等，等，选项C错误；落在沙坑里力作用的；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上，落在水泥地上力作用的力作用的时间短，根据短，根据动量定理，在量定理，在动量量变化一定的情况下，化一定的情况下，时间t越越长则受到的冲力受到的冲力F越小，故越小，故选项D正确正确2021/8/11 星期三21【例例5】质量量m70 kg的撑竿跳高运的撑竿跳高运动员从从h5.0 m高高处落落到海到海绵垫上，上，经t11 s后停止，后停止，则该运运动员身体受到的身体受到的平均冲力平均冲力约为多少？如果是落到普通沙坑中，多少？如果是落到普通沙坑中，经t20.1 s停下，停下，则沙坑沙坑对运运动员的平均冲力的平均冲力约为多少？多少？(g取取10 m/s2)答案答案1 400 N7 700 N2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23再见再见2021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25