高中物理第16章第2节动量和动量定理课件新人教版选修ppt.ppt

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-5 动量守恒定律动量守恒定律第十六章第十六章第二节动量和动量定理第二节动量和动量定理 第十六章第十六章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业6学习目标定位学习目标定位理解动量和冲量的概念，知道动量和冲量是矢量理解动量和冲量的概念，知道动量和冲量是矢量知道动量的变化也是矢量，知道动量的变化也是矢量，会正确计算一维的动量变化会正确计算一维的动量变化掌握动量定理，掌握动量定理，并

2、会应用它解决实际问题并会应用它解决实际问题课堂情景切入课堂情景切入鸡鸡蛋蛋从从一一米米多多高高的的地地方方落落到到地地板板上上，肯肯定定会会被被打打破破。现现在在，在在地地板板上上放放一一块块泡泡沫沫塑塑料料垫垫，我我们们尽尽可可能能把把鸡鸡蛋蛋举举得得高高高高的的，然然后后放放开开手手，让让鸡鸡蛋蛋落落到到泡泡沫沫塑塑料料垫垫上上，看看鸡鸡蛋蛋会会不不会会被被打打破破，思考其中的道理。思考其中的道理。知识自主梳理知识自主梳理1.定义定义运动物体的运动物体的_和它的和它的_的乘积叫做物体的动量。的乘积叫做物体的动量。2表达式表达式p_。3单位单位_，符号，符号_。4方向方向动量是矢量，它的方向

3、与动量是矢量，它的方向与_方向相同。方向相同。动量动量 质量质量速度速度mv千克米每秒千克米每秒kgms1速度的速度的1.动量的变化动量的变化因因为为pmv，是是矢矢量量，只只要要m的的大大小小，v的的大大小小和和v的的方方向向三者中任何一个发生了三者中任何一个发生了_，动量，动量p就发生变化。就发生变化。2动量的变化量动量的变化量(1)定定义义：物物体体在在某某段段时时间间内内_与与_的的矢矢量量差差(也是矢量也是矢量)，p_。(2)ppp，此此式式为为矢矢量量式式，若若p、p不不在在同同一一直直线线上上时时，要要用用_定定则则(或或矢矢量量三三角角形形定定则则)求求矢矢量量差差，若若在在同

4、同一一直直线线上上，先先规规定定正正方方向向，再再用用正正、负负表表示示p、p，可可用用ppp_进行代数运算求解。进行代数运算求解。动量的变化量动量的变化量 变化变化末动量末动量初动量初动量pp平行四边形平行四边形mvtmv01.定义定义_与与_的乘积叫力的冲量。的乘积叫力的冲量。2表达式表达式I_3方向方向冲冲量量是是矢矢量量，冲冲量量的的方方向向与与_方方向向一一致致，冲冲量量的的方方向向跟跟_的方向一致。的方向一致。4冲量的单位冲量的单位在国际单位制中是在国际单位制中是“_”，符号符号“_”冲量冲量 力力力的作用时间力的作用时间Ft力的力的动量变化动量变化牛顿牛顿秒秒Ns1.内容内容物物

5、体体在在一一个个过过程程始始末末动动量量的的_等等于于它它在在这这个个过过程程中中_的冲量。的冲量。2表达式表达式_或或 _3动量定理的应用动量定理的应用碰碰撞撞时时可可产产生生冲冲击击力力，要要增增大大这这种种冲冲击击力力就就要要设设法法_冲冲击击力力的的作作用用时时间间。要要防防止止冲冲击击力力带带来来的的危危害害，就就要要减减小小冲冲击击力，设法力，设法_其作用时间。其作用时间。动量定理动量定理 变化量变化量所受力所受力mvmvF(tt)ppI减少减少延长延长重点难点突破重点难点突破一、对动量的理解一、对动量的理解1动量是状态量动量是状态量求求动动量量时时要要明明确确是是哪哪一一物物体体

6、在在哪哪一一状状态态(时时刻刻)的的动动量量，pmv中的速度中的速度v是瞬时速度。是瞬时速度。2动量的矢量性动量的矢量性动动量量的的方方向向与与物物体体的的瞬瞬时时速速度度的的方方向向相相同同，有有关关动动量量的的运运算算，如如果果物物体体在在一一条条直直线线上上运运动动，则则选选定定一一个个正正方方向向后后，动动量量的矢量运算就可以转化为代数运算了。的矢量运算就可以转化为代数运算了。3动量的相对性动量的相对性指指物物体体的的动动量量与与参参考考系系的的选选择择有有关关，选选不不同同的的参参考考系系时时，同同一一物物体体的的动动量量可可能能不不同同，通通常常在在不不说说明明参参考考系系的的情情

7、况况下下，物物体的动量是指物体相对地面的动量。体的动量是指物体相对地面的动量。4动量与速度、动能的区别和联系动量与速度、动能的区别和联系(1)动量与速度动量与速度a区区别别：速速度度描描述述物物体体运运动动的的快快慢慢和和方方向向；动动量量在在描描述述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果。物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果。b联联系系：动动量量和和速速度度都都是是描描述述物物体体运运动动状状态态的的物物理理量量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，pmv。特别提醒：特别提醒：动动量量是是矢矢量量，比比较较两两个个物物体体的的动动量量

8、时时，不不能能仅仅比比较较大大小小，也应比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等。也应比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等。2015年年8月月在在中中国国大大学学生生校校园园足足球球比比赛赛中中，一一足足球球运运动动员员踢一个质量为踢一个质量为0.4kg的足球。的足球。(1)若若开开始始时时足足球球的的速速度度是是4m/s，方方向向向向右右，踢踢球球后后，球球的的速速度度为为10m/s，方方向向仍仍向向右右(如如图图甲甲)，则则足足球球的的初初动动量量p_，方方向向_，足足球球的的末末动动量量p_，方方向向_；在在这这一一过过程程中中足足球球动动量量的的改改变变量量p_

9、，方方向向_。(2)若若足足球球以以10m/s的的速速度度撞撞向向球球门门门门柱柱，然然后后以以3m/s速速度度反反向向弹弹回回(如如图图乙乙)，则则这这一一过过程程中中足足球球的的动动量量改改变变量量是是_，方向，方向_；动能改变量是；动能改变量是_。答答案案：(1)1.6kgm/s方方向向向向右右；4kgm/s方方向向向向右右；2.4kgm/s方向向右。方向向右。(2)5.2kgm/s方向向左；方向向左；18.2J。解析：解析：(1)取向右为正方向，初、末动量分别为取向右为正方向，初、末动量分别为pmv0.44kgm/s1.6kg m/s，方向向右，方向向右pmv0.410kgm/s4kg

10、m/s，方向向右，方向向右动量的改变量为动量的改变量为ppp2.4kgm/s，方向向右。，方向向右。二、对冲量的理解二、对冲量的理解1对冲量的理解对冲量的理解(1)冲冲量量是是过过程程量量：冲冲量量描描述述的的是是作作用用在在物物体体上上的的力力对对时时间的积累效应，与某一过程相对应。间的积累效应，与某一过程相对应。(2)冲冲量量的的矢矢量量性性：冲冲量量是是矢矢量量，在在作作用用时时间间内内力力的的方方向向不不变变时时，冲冲量量的的方方向向与与力力的的方方向向相相同同，如如果果力力的的方方向向是是变变化化的的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。则冲量的方向与相应时间内物体动量

11、变化量的方向相同。(3)冲冲量量的的绝绝对对性性：冲冲量量仅仅由由力力和和时时间间两两个个因因素素决决定定，具具有绝对性。有绝对性。2冲量的计算冲量的计算(1)单个力的冲量：利用公式单个力的冲量：利用公式IFt计算。计算。(2)合力的冲量：合力的冲量：如如果果是是一一维维情情形形，可可以以化化为为代代数数和和，如如果果不不在在一一条条直直线线上，求合冲量遵循平行四边形定则。上，求合冲量遵循平行四边形定则。两两种种方方法法：可可分分别别求求每每一一个个力力的的冲冲量量，再再求求各各冲冲量量的的矢矢量量和和；另另外外，如如果果各各个个力力的的作作用用时时间间相相同同，也也可可以以先先求求合合力力，

12、再用公式再用公式I合合F合合t求解。求解。变力的冲量：用动量定理列式求解。变力的冲量：用动量定理列式求解。特别提醒：特别提醒：(1)冲冲量量是是矢矢量量，求求冲冲量量的的大大小小时时一一定定要要注注意意是是力力与与其其对对应的时间的乘积。应的时间的乘积。(2)判判断断两两个个力力的的冲冲量量是是否否相相同同，必必须须满满足足冲冲量量的的大大小小和和方向都相同，缺一不可。方向都相同，缺一不可。如如图图所所示示，一一个个小小孩孩沿沿水水平平方方向向用用最最大大的的力力F推推静静止止在在水水平平地地面面上上的的小小汽汽车车，但但推推了了很很久久时时间间t都都无无法法使使它它运运动动，就就这这个问题两

13、个同学展开讨论。个问题两个同学展开讨论。甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。乙乙同同学学说说：小小孩孩给给汽汽车车的的推推力力的的冲冲量量不不为为零零，汽汽车车没没动动是是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？答案：答案：乙说的对。乙说的对。解析：解析：小孩给汽车的推力的冲量大小为小孩给汽车的推力的冲量大小为IFt。汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。三、对动量定理的理解和应用三、对动量定理的理解和应用1对动量定理的理解对

14、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。动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2)动动量量定定理理的的表表达达式式是是矢矢量量式式，它它说说明明合合外外力力的的冲冲量量跟跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。2动量定理的应用动量定理的应用(1)应用动量定理应用动量定理Ftp定性解释常见物理现象。定性解释常见物理现象。由由上上式式可可以以看看出出如如果果保保持持p一一定定，则则力力作作用用的的时时间间越越短短，冲冲力力

15、就就越越大大。因因此此在在需需要要增增大大作作用用力力时时，可可尽尽量量减减少少作作用用的的时时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。反反之之，作作用用时时间间越越长长，力力F就就越越小小，因因此此在在需需要要减减小小作作用用力力的的时时候候，可可想想办办法法延延长长力力的的作作用用时时间间，如如利利用用海海棉棉或或弹弹簧簧的的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。(2)应用应用Ip求变力的冲量。求变力的冲量。如如果果物物体体受受到到大大小小、方方向向不不变变的的力力的的作作用用

16、，既既可可以以应应用用Ft求求力力的的冲冲量量，也也可可以以应应用用物物体体动动量量改改变变p的的大大小小和和方方向向来来替代力的冲量。替代力的冲量。如如果果物物体体受受到到大大小小、方方向向改改变变的的力力的的作作用用，则则不不能能直直接接用用Ft求求变变力力的的冲冲量量，这这时时可可以以求求在在该该力力冲冲量量作作用用下下物物体体动动量量改改变变p的大小和方向，替代变力的冲量。的大小和方向，替代变力的冲量。3应用动量定理解题的一般步骤应用动量定理解题的一般步骤a选定研究对象，明确运动过程。选定研究对象，明确运动过程。b进行受力分析和运动的初、末状态分析。进行受力分析和运动的初、末状态分析。

17、c选定正方向，根据动量定理列方程求解。选定正方向，根据动量定理列方程求解。质质量量为为m的的重重锤锤，以以速速度度v打打在在木木桩桩上上，打打击击后后重重锤锤的的速速度度为为零零，已已知知作作用用时时间间为为t，现现在在需需要要求求出出重重锤锤对对木木桩桩的的平平均均作用力，填写下列空白：作用力，填写下列空白：(1)研究对象应选研究对象应选_；(2)研究过程是研究过程是_；(3)应注意的问题是：应注意的问题是：_；(4)解题的依据是：解题的依据是：_；(5)解题结果是：解题结果是：_。考点题型设计考点题型设计 关关于于动动量量的的变变化化，下下列列说说法法正正确的是确的是()A做做直直线线运运

18、动动的的物物体体速速度度增增大大时时，动动量量的的增增量量p的的方方向向与运动方向相同与运动方向相同B做做直直线线运运动动的的物物体体速速度度减减小小时时，动动量量的的增增量量p的的方方向向与运动方向相反与运动方向相反C物体的速度大小不变时，动量的增量物体的速度大小不变时，动量的增量p为零为零D物体做曲线运动时，动量的增量一定不为零物体做曲线运动时，动量的增量一定不为零对动量及动量变化的理解对动量及动量变化的理解(绍绍兴兴一一中中20132014学学年年高高二二下下学学期期期期末末)关关于于动动量量的的概概念，下列说法正确的是念，下列说法正确的是()A运运动动物物体体在在任任一一时时刻刻的的动

19、动量量方方向向，一一定定是是该该时时刻刻的的速速度方向度方向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动量越大的物体，其速度一定越大动量越大的物体，其速度一定越大D物体的动量越大，其惯性也越大物体的动量越大，其惯性也越大答案：答案：A解解析析：本本题题侧侧重重于于准准确确理理解解动动量量概概念念，动动量量具具有有瞬瞬时时性性，任任一一时时刻刻物物体体的的动动量量方方向向，即即为为该该时时刻刻的的速速度度方方向向，选选项项A正正确确。加加速速度度不不变变，则则物物体体的的速速度度的的变变化化恒恒定定，而而运运动动的的速速度度均均匀匀变变化化，故故其其动动量量也也均均匀匀

20、变变化化，选选项项B错错误误，物物体体的的动动量量大大小小由由物物体体质质量量及及速速度度大大小小共共同同决决定定，故故物物体体的的动动量量越越大大，其其速速度度不不一一定定越越大大，选选项项C错错误误。惯惯性性由由物物体体质质量量决决定定，物物体体的的动动量量越越大大，其其质质量量并并不不一一定定越越大大，惯惯性性也也不不一一定定越越大大，故故选选项项D错错误。误。关关于于冲冲量量，下下列列说说法法正正确确的的是是()A冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因B作用在静止的物体上的力的冲量一定为零作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C动量越大的物体受到的冲量越大动量越大的物体受到的冲

21、量越大D冲量的方向就是物体运动的方向冲量的方向就是物体运动的方向对冲量的理解对冲量的理解 解解析析：力力作作用用一一段段时时间间便便有有了了冲冲量量，而而力力作作用用一一段段时时间间后后，物物体体的的运运动动状状态态发发生生了了变变化化，物物体体的的动动量量也也发发生生了了变变化化，因因此此说说冲冲量量使使物物体体的的动动量量发发生生了了变变化化，A选选项项正正确确；只只要要有有力力作作用用在在物物体体上上，经经历历一一段段时时间间，这这个个力力便便有有了了冲冲量量IFt，与与物物体体处处于于什什么么状状态态无无关关，物物体体运运动动状状态态的的变变化化情情况况，是是所所有有作作用用在在物物体

22、体上上的的力力共共同同产产生生的的效效果果，所所以以B选选项项不不正正确确；物物体体所所受受冲冲量量IFt与与物物体体动动量量的的大大小小pmv无无关关，C选选项项不不正正确确；冲冲量量的的方方向与物体运动的方向无关，故向与物体运动的方向无关，故D选项不正确。选项不正确。答案：答案：A运运动动员员向向球球踢踢了了一一脚脚(如如图图)，踢踢球球时时的的力力F100N，球球在在地面上滚动了地面上滚动了t10s停下来，则运动员对球的冲量为停下来，则运动员对球的冲量为()A1000NsB500NsC零零D无法确定无法确定答案：答案：D解解析析：滚滚动动了了t10s是是地地面面摩摩擦擦力力对对足足球球的

23、的作作用用时时间间。不不是是踢踢球球的的力力的的作作用用时时间间，由由于于不不能能确确定定人人作作用用在在球球上上的的时时间间，所以无法确定运动员对球的冲量。所以无法确定运动员对球的冲量。用用05kg的的铁铁锤锤把把钉钉子子钉钉进进木木头头里里，打打击击时时铁铁锤锤的的速速度度v4.0m/s，如如果果打打击击后后铁铁锤锤的的速速度度变变为为0，打击的作用时间是，打击的作用时间是0.01s，那么：，那么：(1)不不计计铁铁锤锤受受的的重重力力，铁铁锤锤钉钉钉钉子子的的平平均均作作用用力力是是多多大大？(2)考考虑虑铁铁锤锤受受的的重重力力，铁铁锤锤钉钉钉钉子子的的平平均均作作用用力力又又是是多多

24、大？大？(g取取10m/s2)动量定理的应用动量定理的应用(3)比比较较(1)和和(2)，讨讨论论是是否否要要计计铁铁锤锤的重力。的重力。古古时时有有“守守株株待待兔兔”的的寓寓言言，设设兔兔子子的的头头部部受受到到大大小小等等于于自自身身体体重重的的打打击击力力时时即即可可致致死死。若若兔兔子子与与树树桩桩发发生生碰碰撞撞，作作用用时间为时间为0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是()A1m/sB1.5m/sC2m/sD2.5m/s答案：答案：CD 如如图图所所示示，杂杂技技表表演演时时，常常可可看看见见有有人人用用铁铁锤锤猛猛击击放放在在“大大力力士士

25、”身身上上的的条条石石，石石裂裂而而人人不不伤，试分析其中的道理。伤，试分析其中的道理。用动量定理定性解释物理现象用动量定理定性解释物理现象 从从高高处处跳跳到到低低处处时时，为为了了安安全全，一一般般都都要要屈屈腿腿(如如图图所所示示)，这样做是为了，这样做是为了()A减小冲量减小冲量B减小动量的变化量减小动量的变化量C增大与地面的冲击时间，从而减小冲力增大与地面的冲击时间，从而减小冲力D增大人对地面的压强，起到安全作用增大人对地面的压强，起到安全作用答案：答案：C解解析析：人人落落地地动动量量变变化化一一定定，屈屈腿腿下下蹲蹲延延缓缓了了人人落落地地时时动动量量变变化化所所用用的的时时间间，依依动动量量定定理理可可知知，这这样样就就减减小小了了地地面面对对人人的冲力，故的冲力，故C正确。正确。