《动量冲量动量定理》.ppt
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1、动量冲量和动量定理动量冲量和动量定理如如图图,若若轴轴表表示示时时间间,轴轴表表示示位位置置,则则该该图图像像反反映映了了某某质质点点做做匀匀速速直直线线运运动动时时,位位置置与与时时间间的的关关系系。若若令令轴轴和和轴轴分分别别表表示示其其他他的的物物理理量量,则则该该图图像像又又可可以以反反映映在在某某种种情情况况下下,相相应应的物理量之的物理量之间间的关系。下列的关系。下列说说法中正确的是法中正确的是若若轴轴表表示示时时间间,轴轴表表示示动动能能,则则该该图图像像可可以以反反映映某某物物体体受受恒定合外力作用做直恒定合外力作用做直线线运运动过动过程中,物体程中,物体动动能与能与时间时间的
2、关系的关系若若轴轴表表示示频频率率,轴轴表表示示动动能能,则则该该图图像像可可以以反反映映光光电电效效应应中,光中,光电电子最大初子最大初动动能与入射光能与入射光频频率之率之间间的关系的关系若若轴轴表表示示时时间间,轴轴表表示示动动量量,则则该该图图像像可可以以反反映映某某物物体体在在沿运沿运动动方向的恒定合外力作用下,物体方向的恒定合外力作用下,物体动动量与量与时间时间的关系的关系若若轴轴表表示示时时间间,轴轴表表示示感感应应电电动动势势,则则该该图图像像可可以以反反映映静静置置于于磁磁场场中中的的某某闭闭合合回回路路,当当磁磁感感应应强强度度随随时时间间均均匀匀增增大大时时,闭闭合回路的感
3、合回路的感应电动势应电动势与与时间时间的关系的关系2010年高考选择压轴第年高考选择压轴第20题题08年年北北京京24.(20分分)有有两两个个完完全全相相同同的的小小滑滑块块A和和B,A沿沿光光滑滑水水平平面面以以速速度度v0与与静静止止在在平平面面边边缘缘O点点的的B发发生生正正碰碰,碰碰撞撞中中无无机机械械能能损损失失。碰后碰后B运运动动的的轨轨迹迹为为OD曲曲线线,如,如图图所示。所示。(1)已已知知滑滑块块质质量量为为m,碰碰撞撞时时间间为为,求求碰碰撞撞过过程中程中A对对B平均冲力的大小。平均冲力的大小。24.(20分分)有有两两个个完完全全相相同同的的小小滑滑块块A和和B,A沿沿
4、光光滑滑水水平平面面以以速速度度v0与与静静止止在在平平面面边边缘缘O点点的的B发发生生正正碰碰,碰碰撞撞中中无无机机械械能能损损失失。碰碰后后B运运动动的的轨轨迹迹为为OD曲曲线线,如,如图图所示。所示。(1)已知滑)已知滑块质块质量量为为m,碰撞碰撞时间为时间为,求碰撞,求碰撞过过程中程中A对对B平均冲力的大小。平均冲力的大小。(2)为为了了研研究究物物体体从从光光滑滑抛抛物物线线轨轨道道顶顶端端无无初初速速下下滑滑的的运运动动,特特制制做做一一个个与与B平平抛抛轨轨道道完完全全相相同同的的光光滑滑轨轨道道,并并将将该该轨轨道道固固定定在在与与OD曲曲线线重重合合的的位位置置,让让A沿沿该
5、该轨轨道道无无初初速速下滑(下滑(经经分析,分析,A下滑下滑过过程中不会脱离程中不会脱离轨轨道)。道)。a.分分析析A沿沿轨轨道道下下滑滑到到任任意意一一点点的的动动量量pA与与B平平抛抛经经过过该该点点的的动动量量pB的大小关系的大小关系;b.在在OD曲曲线线上有一上有一M点,点,O和和M两点两点连线连线与与竖竖直方向的直方向的夹夹角角为为45。求。求A通通过过M点点时时的水平分速度和的水平分速度和竖竖直分速度。直分速度。3.(20分)对于同一个物理问题,常常可以从宏观和微观两个不同对于同一个物理问题,常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。角
6、度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。(1)一段横截面积为)一段横截面积为S,长为,长为l的直导线,单位体积内有的直导线,单位体积内有n个自由电个自由电子,电子质量为子,电子质量为e,该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的,该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为速率均为v(a)求导线中的电流)求导线中的电流I(b)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导,导线所受安培力大小为线所受安培力大小为F安安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为为F,推导,推导F安安=
7、F(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单,单位体积内粒子数量位体积内粒子数量n为恒量,为简化问题,我们假定为恒量,为简化问题,我们假定:粒子大小可以粒子大小可以忽略,其速率均为忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变,利用所学力学后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变,利用所学力学知识,导出容器壁单位面积所受粒子压力知识,导出容器壁单位面积所受粒子压力f与与m,n,和和v的关系的关系.(注意:解题过程中需要用到、但题目
8、没有给出的物理量,要在解(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)题时做必要的说明)2013年高考第24题20分 WStI IEkP力的时空链接力的时空链接 理解六个物理过程量:时间、位移、冲量、功、动量增量、动能增量的内涵和外延理解六个物理过程量:时间、位移、冲量、功、动量增量、动能增量的内涵和外延从左到右是从左到右是 一定,从右到左是不一定一定,从右到左是不一定时空链接图时空链接图 力学主干知识要点力学主干知识要点一个中心一个中心 三个基本点三个基本点 两个焦点两个焦点 围绕一个围绕一个 中心转中心转 强化三个基本点强化三个基本点 兼顾两个焦点兼顾两个焦点
9、力的观点力的观点 能能量量为为中中心心能量的观点能量的观点波波动动和和天天体体动量的观点动量的观点 1、理解动量的概念理解动量的概念 定义:动量大小:定义:动量大小:p=mv描述描述的的对对象:物体象:物体 注意:注意:动量的动量的矢量性矢量性 动量的动量的瞬时性瞬时性动量的相对性动量的相对性 动量与动能的关系动量与动能的关系见下表见下表动动量量动动能能定定义义式式P=mvEk=mv2/2矢、矢、标标性性矢量矢量标标量量变变化原因化原因物体所受的合物体所受的合外力的冲量外力的冲量外力做功之和,外力做功之和,或合外力的功或合外力的功大小关系大小关系 p=Ek=对对于于给给定的物体,定的物体,动动
10、能能发发生了生了变变化,化,动动量也一量也一定定发发生生变变化;而化;而动动量量发发生生变变化,化,动动能却不一定能却不一定发发生生变变化化 动量与动能动量与动能 冲量的计算冲量的计算 (1)(1)定义定义 I=FtI=Ft只求只求恒力的冲量恒力的冲量 (2)(2)动量定理动量定理 I=pI=p-p-p变力的冲量变力的冲量注意注意功和冲量的不同功和冲量的不同详见下表详见下表定义定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft描述对象:力;有矢量性描述对象:力;有矢量性冲量的物理意义冲量的物理意义 (1)冲量是动量变化的量度)冲量是动量变化的量度 (2)冲量是描述力
11、在时间上的积累效果)冲量是描述力在时间上的积累效果2、理解、理解冲冲量的概念量的概念冲量与功冲量与功 冲量冲量功功力的力的积积累累对时间对时间的的积积累累对对空空间间的的积积累累定定义义式式I=FtW=Fscos矢、矢、标标性性矢量矢量标标量量联联系的量系的量动动量增量量增量动动能增量能增量某力某力对对物体做了功,物体做了功,该该力一定有冲量;而某力力一定有冲量;而某力有冲量,有冲量,该该力却不一定做了功力却不一定做了功定义定义FtFt为冲量;定义为冲量;定义mvmv为动量为动量 ,冲量对力而言;动量对物体而言冲量对力而言;动量对物体而言。例例 以下说法中正确的是:以下说法中正确的是:动量相同
12、的物体,动能也相同;动量相同的物体,动能也相同;物体的动能不变,则动量也不变;物体的动能不变,则动量也不变;某力对物体不做功,则这个力的冲某力对物体不做功,则这个力的冲量就为零;量就为零;物体所受到的合冲量为零时,其动量物体所受到的合冲量为零时,其动量方向不可能变化方向不可能变化.例题目的例题目的概念的理解概念的理解D 3.3.动量定理动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化物体的动量变化。即。即I=p(2)动量定理给出了冲量(过程量)和)动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。动量变化(状态量)间的互求关系。(3)现代物理
13、学把力定义为物体动量的)现代物理学把力定义为物体动量的变化率:变化率:(牛顿第二定律的微分形(牛顿第二定律的微分形式)。式)。(4)动量定理的表达式是矢量式。规定)动量定理的表达式是矢量式。规定正方向。正方向。(5)说明)说明 1、升华对冲量的认识:、升华对冲量的认识:It。冲量是作用力。冲量是作用力的时间积累。的时间积累。2、明确合力的冲量等于物体的动量变化。动量变、明确合力的冲量等于物体的动量变化。动量变化又叫动量的增量,化又叫动量的增量,明确明确21 3、动量定理动量定理t=P是对某一物体或某一系是对某一物体或某一系统而言,更多的是用于前者,但运用某一系统时往统而言,更多的是用于前者,但
14、运用某一系统时往往比牛顿第二定律和动量守恒定律解题简单的多如往比牛顿第二定律和动量守恒定律解题简单的多如本节的第二个问题。本节的第二个问题。4、注意:、注意:(1)在物体受变力作用时动量定理仍然成立但此)在物体受变力作用时动量定理仍然成立但此时不可用时不可用Ft表示冲量,动量定理可表达为表示冲量,动量定理可表达为I=P(2)动量定理中的速度通常均指以地面为参照系的)动量定理中的速度通常均指以地面为参照系的速度速度会用动量定理会用动量定理解释实际解释实际现象现象打击、打击、缓冲缓冲会用动量定理会用动量定理求动量变化或冲量求动量变化或冲量会会合理选择合理选择 动量定理动量定理 或或 动能定理动能定
15、理会用动量定理处理复杂的会用动量定理处理复杂的多过程多过程问题问题会用动量定理处理会用动量定理处理F-t图象图象 问题问题会求解会求解流体流体问题问题 主要题型主要题型会求解光压和气压等问题会求解光压和气压等问题 4、两个定理、两个定理1 1、动量定理:、动量定理:动动量量定定理理:F F合合t t=p p,描描述述的的是是“力力在在时时间间上上的的积积累累效效果果”改改变变物物体体的的动动量量;该该式式是是矢矢量量式式,即即动动量量的的变变化化方方向向与与合合冲冲量量的的方方向向相相同同。动动能能定定理理:F F合合S S=E EK K,描描述述的的是是“力力在在空空间间上上积积累累效效果果
16、”改改变变物物体体的的动动能能;该该式是标量式。式是标量式。2 2、动能定理:、动能定理:I I合合=p p 或或F F合合t t=mv=mv2 2-mv-mv1 1WW合合=E EK K或或F F合合S S=mv=mv2 22 2/2-mv/2-mv1 12 2/2/2 用用动动量量定定理理、动动能能定定理理解解题题关关键键:(1 1)正正确确地地分分析析研究对象的受力(研究对象的受力(2 2)准确地分析物体的运动。)准确地分析物体的运动。对对系系统统用用动动量量定定理理分分析析受受力力只只分分析析系系统统外外力力;对对系系统统用用动动能能定定理理分分析析受受力力不不仅仅分分析析系系统统外外
17、力力,还还要要考考试试系系统统内内力做功,一般指系统内滑动摩擦力做功。力做功,一般指系统内滑动摩擦力做功。会用动量定理会用动量定理解释实际现象解释实际现象 打击、打击、缓冲缓冲1.人从高处往下跳,一般都是脚尖先着地,接着人从高处往下跳,一般都是脚尖先着地,接着让整个脚着地,并且曲腿,这样是为了让整个脚着地,并且曲腿,这样是为了A.减小人受到的冲量减小人受到的冲量B.减小人的动量变化减小人的动量变化C.延长与地面的作用时间,从而减小人受到的作延长与地面的作用时间,从而减小人受到的作用力用力D.延长与地面的作用时间,使人受到地面给他的延长与地面的作用时间,使人受到地面给他的弹力小于人所受的重力弹力
18、小于人所受的重力C 2.2.关于物体的动量,下列说法中正确的是关于物体的动量,下列说法中正确的是 A A运动物体在任一时刻的动量方向,一定运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向是该时刻的速度方向B B物体的加速度不变,其动量一定不变物体的加速度不变,其动量一定不变C C同一物体的动量越大,其速度一定越大同一物体的动量越大,其速度一定越大D D物体的动量越大,其惯性也越大物体的动量越大,其惯性也越大 目的目的:动量与速度、惯性等物理量的区:动量与速度、惯性等物理量的区别别3如如图图所示,一所示,一铁块压铁块压着一着一纸纸条放在水平桌面的条放在水平桌面的边缘边缘上,上,当以速度当以速
19、度v快速抽出快速抽出纸纸条后(条后(时间时间很短),很短),铁块铁块掉在地上掉在地上的的P点点.若以若以2v速度抽出速度抽出纸纸条,条,铁块铁块仍离开桌面并掉在地面仍离开桌面并掉在地面上,上,则铁块则铁块落地点落地点为为()A.仍在仍在P点点B.在在P点左点左边边C.在在P点右点右边边不不远处远处D.在在P点右点右边边原水平位移的两倍原水平位移的两倍处处4.一个笔帽一个笔帽竖竖立在桌面上平放的立在桌面上平放的纸纸条上,要求把条上,要求把纸纸条从条从笔帽下抽出,如果笔帽下抽出,如果缓缓慢拉慢拉动纸动纸条笔帽必倒;若快速拉条笔帽必倒;若快速拉纸纸条,笔帽可能不倒。条,笔帽可能不倒。这这是因是因为为
20、()A.缓缓慢拉慢拉动纸动纸条条时时,笔帽受到冲量小,笔帽受到冲量小B.缓缓慢拉慢拉动纸动纸条条时时,纸纸条条对对笔帽的水平作用力小笔帽的水平作用力小C.快速拉快速拉动纸动纸条条时时,笔帽受到冲量小,笔帽受到冲量小D.快速拉快速拉动纸动纸条条时时,纸纸条条对对笔帽的水平作用力小笔帽的水平作用力小5.一粒钢珠从静止状态开始自由下落一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然然后陷人泥潭中。若把在空中下落的过程后陷人泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程称为过程,进人泥潭直到停止的过程,进人泥潭直到停止的过程称为过程称为过程,则则()A、过程、过程I中钢珠的动量的改变量等于中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量重
21、力的冲量 B、过程、过程中阻力的冲量的大小等于中阻力的冲量的大小等于过程过程I中重力的冲量的大小中重力的冲量的大小 C、I、两个过程中合外力的总冲量两个过程中合外力的总冲量等于零等于零 D、过程、过程中钢珠的动量的改变量等中钢珠的动量的改变量等于阻力冲量于阻力冲量ACt1t2V1=0V2V3=0 6.如如图图所示,两个所示,两个质质量相等的物体在同一高度量相等的物体在同一高度沿沿倾倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的到达斜面底端的过过程中,两种情况具有的物理程中,两种情况具有的物理量相同的是量相同的是A重力的冲量重力的冲量B重力的功重力的功C
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- 动量冲量动量定理 动量 冲量 定理
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