动量和动量定理课件.pptx
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1、第1页/共28页历史背景历史背景历史背景历史背景 最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔,十七世纪,以最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔,十七世纪,以笛卡儿为代表的西欧的哲学家们提出了这样一种观点:若找到笛卡儿为代表的西欧的哲学家们提出了这样一种观点:若找到一个适当的物理量来描述,运动的总量是守恒的。这就是运动一个适当的物理量来描述,运动的总量是守恒的。这就是运动不灭的思想。他继承伽利略说法,定义质量和速率的乘积为动不灭的思想。他继承伽利略说法,定义质量和速率的乘积为动量。笛卡尔认为,这是量度运动的唯一正确的物理量。他的观量。笛卡尔认为,这是量度运动的唯一正确的物理量。他的观点的缺陷,在于忽略
2、了动量的方向性。点的缺陷,在于忽略了动量的方向性。1668166816681668年,荷兰物理学家惠更斯在年,荷兰物理学家惠更斯在关于碰撞对物体运动的关于碰撞对物体运动的影响影响的论文中,明确指出了动量的方向性和守恒性。的论文中,明确指出了动量的方向性和守恒性。牛顿把笛卡尔的定义做了修正,明确的用质量和速度的乘牛顿把笛卡尔的定义做了修正,明确的用质量和速度的乘积来定义动量。科学前辈们就是在追寻不变量的努力中,逐渐积来定义动量。科学前辈们就是在追寻不变量的努力中,逐渐建立了动量的概念,发现了动量守恒定律。建立了动量的概念,发现了动量守恒定律。第2页/共28页、定义定义定义定义:物体的质量和速度的
3、乘积,叫做物体:物体的质量和速度的乘积,叫做物体:物体的质量和速度的乘积,叫做物体:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的动量的动量的动量的动量p p,用公式表示为用公式表示为用公式表示为用公式表示为 p=mvp=mv 一、动量一、动量一、动量一、动量(momentummomentum)2 2 2 2、单位单位单位单位:在国际单位制中,动量的单位是:在国际单位制中,动量的单位是:在国际单位制中,动量的单位是:在国际单位制中,动量的单位是千克千克千克千克米米米米/秒秒秒秒,符号是,符号是,符号是,符号是 kgm/skgm/s ;3 3 3 3、动量是、动量是、动量是、动量是矢量矢量矢量矢量:方向由:
4、方向由:方向由:方向由速度方向速度方向速度方向速度方向决定,动量的决定,动量的决定,动量的决定,动量的方向与该时刻速度的方向相同;方向与该时刻速度的方向相同;方向与该时刻速度的方向相同;方向与该时刻速度的方向相同;4 4 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、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,是状态量状态量状态量状态量;5 5 5 5、动量是、动量是、动量是、动量是相对相对相对相对的,与参考系的选择有关。的,与参考系的选择有关。的,与参考系的选择有关。的,与参考系的选择有关。注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动注
5、意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动注意: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这一时刻的瞬时速度这一时刻的瞬时速度第3页/共28页 一个质量是一个质量是0.1kg的钢球,以的钢球,以6m/s的速度水平向的速度水平向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢
6、球的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习1第4页/共28页二、动量的变化二、动量的变化二、动量的变化二、动量的变化 p p 1 1 1 1、某段运动过程(或时间间隔)、某段运动过程(或时间间隔)、某段运动过程(或时间间隔)、某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量末状态的动量末状态的动量末状态的动量p p 跟跟跟跟初状态的动量初状态的动量初状态的动量初状态的动量p p的矢量差,称为动量的变化(或的矢量差,称为动量的变化(或的矢量差,称为动量的变化(或的矢量差,称为动量的变化
7、(或动量的动量的动量的动量的增量增量增量增量),即),即),即),即 2 2 2 2、动量变化的三种情况:、动量变化的三种情况:、动量变化的三种情况:、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。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。P PPP p=p-p3 3 3 3、同一直线上同一直线上同一直线上同一直线上动量变化的运算:动量变化的运算:动量变化的运算:动量变化的运算:PPP PPPPPPPP PPPPPPPPP第5页/共28页P PPP 不不在在同同一一直直线线上上的的动动量量变变化化的的运算,遵循
8、运算,遵循平行四边形定则平行四边形定则:PPP 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二、动量的变化二、动量的变化二、动量的变化二、动量的变化 p p第6页/共28页2 2、质量为m m的钢球自高处落下,以速率v v1 1碰地,竖直向上弹回,与水平地面碰撞时间极短,离地时速率为v v2 2,在碰撞过程中,钢球动量变化为多少?课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习第7页/共28页若速度变化若速度变化若速度变化若速度变化,EEEEk k k k可能为零可能为零可能为零可能为零kgmkgm2 2/s/s2 2 (J)标标标标量
9、量量量E Ek k=mv=mv2 2/2/2动能动能动能动能若速度变化若速度变化若速度变化若速度变化,则则则则pppp一定不为零一定不为零一定不为零一定不为零kgm/skgm/s(NSNS)矢矢矢矢量量量量p=mvp=mv动量动量动量动量 动量与动能有什么区别?动量与动能有什么区别?动量与动能间量值关系:动量与动能间量值关系:思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论第8页/共28页思考与讨论思考与讨论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,动能的变化是由于力对位移积累即道,动能的变化是由于力对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
10、,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。第9页/共28页牛顿第二定律推导动量的变化牛顿第二定律推导动量的变化牛顿第二定律推导动量的变化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设置物理情景设置物理情景:质量为:质量为:质量为:质量为m m m m的物体,在合力的物体,在合力的物体,在合力的物体,在合力F F F F的的的的作用下,经过一段时间
11、作用下,经过一段时间作用下,经过一段时间作用下,经过一段时间t t t t,速度由速度由速度由速度由v v v v 变为变为变为变为vvvv,如,如,如,如是图所示:是图所示: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: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:而加速度定义有:而加速度定义有:变形可得:变形可得:变形可得:变形可得:F F=mm a a联立可得:联立可得:联立可得:联立可得:=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。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
12、动量的变化与力对时间积累效应有关。表明动量的变化与力对时间积累效应有关。表明动量的变化与力对时间积累效应有关。表明动量的变化与力对时间积累效应有关。第10页/共28页、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=Ft2 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NsNs 三、冲量三、冲量三、冲量三、冲量(impulseimpulse)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
13、,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第11页/共28页力对空间积累效应力对空间积累效应力对空间积累效应力对空间积累效应使动能发生变化使动能发生变化使动能发生变化使动能发生变化NmNm(J J)标标标标量量量量W=FS功功力对时间积累效应力对时间积累效应力对时间积累效应力对时间积累效应使动量发生变化使动量发生变化使动量发生变化使动量发生变化N NS S矢矢矢矢量量量量I=Ft冲量冲量冲量冲量 冲量与功有什么区别?冲量与功有什么区别?1 1 1 1、作用力与反作用力作用力与反
14、作用力作用力与反作用力作用力与反作用力:作用力的冲量与反作用力:作用力的冲量与反作用力:作用力的冲量与反作用力: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,但是的冲量总是等值、反向并在同一条直线上,但是的冲量总是等值、反向并在同一条直线上,但是的冲量总是等值、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。作用力的功与反作用力的功不一定相等。作用力的功与反作用力的功不一定相等。作用力的功与反作用力的功不一定相等。2 2 2 2、内力内力内力内力:对物体系统内部,内力作用的冲量的矢:对物体系统内部,内力作用的冲量的矢:对物体系统内部,内力作用的冲量的矢:对物体系统内
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