第一节冲量动量动量定理.ppt

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1、第一节冲量动量动量定理现在学习的是第1页，共57页第一第一节节冲量冲量动动量量动动量定理量定理现在学习的是第2页，共57页基基础础梳梳理理自自学学导导引引一、冲量一、冲量1定定义义：力力F和和力力的的_的的乘乘积积Ft叫做力的冲量叫做力的冲量2表达式：表达式：IFt.作用作用时间时间t现在学习的是第3页，共57页3矢矢量量性性：冲冲量量是是矢矢量量，它它的的方方向向由由_的方向决定的方向决定4.物理意物理意义义：表示力：表示力对对_的的积积累累5.作用效果作用效果:使物体的使物体的_发发生生变变化化二、二、动动量量1定定义义：物物体体的的_与与_的的乘乘积积mv叫做叫做动动量量力力时间时间动动

2、量量质质量量m速度速度v现在学习的是第4页，共57页2表达式：表达式：p_.3动动量的三性量的三性(1)矢矢量量性性：方方向向与与_的的方方向向相同相同(2)瞬瞬时时性性：动动量量是是描描述述物物体体运运动动状状态态的的物物理量理量,是是针对针对某一某一_而言的而言的(3)相相对对性性:大小与参考系的大小与参考系的选选取有关，通常取有关，通常情况是指相情况是指相对对_的的动动量量mv瞬瞬时时速度速度时时刻刻地面地面现在学习的是第5页，共57页冲量冲量动量动量冲量冲量现在学习的是第6页，共57页要要点点透透析析直直击击高高考考一、对冲量的理解与计算一、对冲量的理解与计算1对冲量的理解对冲量的理解

3、(1)时间性：冲量是力在时间上的积累，讨论冲时间性：冲量是力在时间上的积累，讨论冲量一定要明确是哪个力在哪段时间上的冲量，量一定要明确是哪个力在哪段时间上的冲量，即冲量是过程量即冲量是过程量现在学习的是第7页，共57页(2)矢量性：当力矢量性：当力F为恒力时，为恒力时，I的方向与力的方向与力F的方向相同；当力的方向相同；当力F为变力时，为变力时，I的方向的方向由动量变化的方向确定由动量变化的方向确定(3)绝对性：只要有力的作用就存在冲量，恒绝对性：只要有力的作用就存在冲量，恒定作用力的冲量不会为零，合力的冲量可能定作用力的冲量不会为零，合力的冲量可能为零，变力的冲量也可能为零为零，变力的冲量也

4、可能为零现在学习的是第8页，共57页2冲量的计算冲量的计算(1)恒力的冲量：直接用定义式恒力的冲量：直接用定义式IFt计算计算(2)变力的冲量变力的冲量方向不变的变力的冲量若力的方向不变的变力的冲量若力的现在学习的是第9页，共57页现在学习的是第10页，共57页作出作出Ft变化图线，图线与变化图线，图线与t轴夹的面积轴夹的面积即表示为变力的冲量如图即表示为变力的冲量如图611所示所示对于易确定始、末时刻动量的情况，可用对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解，即通过求动量定理求解，即通过求p间接求出冲量间接求出冲量现在学习的是第11页，共57页特特别别提醒提醒:力与力与时间时间均与参考

5、系无关，只要均与参考系无关，只要有力作用在物体上，就一定存在冲量有力作用在物体上，就一定存在冲量,即恒即恒定作用力的冲量不会定作用力的冲量不会为为零，但是合外力零，但是合外力的冲量可能的冲量可能为为零，零，变变力的冲量也可能力的冲量也可能为为零零.现在学习的是第12页，共57页即时应用即时应用1.(2012丰台区模拟丰台区模拟)质量为质量为m的物块以初的物块以初速度速度v0从光滑斜面底端向上滑行从光滑斜面底端向上滑行,到达最到达最高位置后再沿斜面下滑到底端，则物块在高位置后再沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中此运动过程中()A上滑过程与下滑过程中物块所受重上滑过程与下滑过程中物块所受重力的

6、冲量相等力的冲量相等现在学习的是第13页，共57页B整个过程中物块所受弹力的冲量为零整个过程中物块所受弹力的冲量为零C整个过程中物块的合外力冲量为零整个过程中物块的合外力冲量为零D整个过程中物块的合外力冲量大小为整个过程中物块的合外力冲量大小为2mv0答案：答案：AD现在学习的是第14页，共57页二、动量、动能、动量变化的比较二、动量、动能、动量变化的比较名称名称项项目目 动动量量动动能能动动量量变变化化定定义义物体的物体的质质量和量和速度的速度的乘乘积积物体由于物体由于运运动动而具而具有的能量有的能量物体末物体末动动量与初量与初动动量的矢量量的矢量差差定定义义式式 pmv Ekmv2ppp现

7、在学习的是第15页，共57页现在学习的是第16页，共57页特别提醒：特别提醒：(1)物体动量的变化率物体动量的变化率等于它等于它所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表达形式达形式.(2)动能从能量的角度描述物体的形动能从能量的角度描述物体的形态，动量从运动的角度描述物体的状态，动量从运动的角度描述物体的状态态.现在学习的是第17页，共57页即时应用即时应用2一个质量不变的物体，动量变化的大小一个质量不变的物体，动量变化的大小为为5kgm/s，这说明，这说明()A物体的动量在减小物体的动量在减小B物体的动量在增大物体的动量在增大C物体的动量大小可能不变物体的动量

8、大小可能不变D物体的动能可能不变物体的动能可能不变现在学习的是第18页，共57页解析解析:选选CD.动量是矢量，动量变化了动量是矢量，动量变化了5kgm/s,物体动量的大小可能在增加，也物体动量的大小可能在增加，也可能在减小，还可能不变如物体以大小可能在减小，还可能不变如物体以大小为为5kgm/s的动量做匀速圆周运动时，的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为向与初动量方向间的夹角为60时，物体时，物体的动量变化的大小为的动量变化的大小为5kgm/s，而动能，而动能未变，故未变，故C、D正确正确现在学习的是第19页，共

9、57页三、动量定理的理解和应用三、动量定理的理解和应用1动量定理的理解动量定理的理解(1)动量定理表达了合外力的冲量和物体动量定理表达了合外力的冲量和物体动量变化的关系动量变化的关系I合合p是一个矢量式，是一个矢量式，即即I合合与与p大小相等大小相等I合合与与p方向相同方向相同现在学习的是第20页，共57页(2)I合合表示物体受到的所有力的总冲量各力表示物体受到的所有力的总冲量各力的作用时间可以相同，也可以不的作用时间可以相同，也可以不同同若各力作用时间相同，且都是恒力，则若各力作用时间相同，且都是恒力，则I合合F合合t.若各力作用时间不同，则若各力作用时间不同，则I合合F1t1F2t2即求出

10、各外力在相应时间内的冲即求出各外力在相应时间内的冲现在学习的是第21页，共57页量，然后求出它们的矢量和量，然后求出它们的矢量和(3)系统物体之间的内力，即相互作用力不会系统物体之间的内力，即相互作用力不会改变系统的总动量改变系统的总动量2动量定理的应用动量定理的应用(1)确定研究对象在中学阶段用动量定确定研究对象在中学阶段用动量定理讨论的问题，其研究对象一般仅限于理讨论的问题，其研究对象一般仅限于单个物体单个物体现在学习的是第22页，共57页(2)对物体进行受力分析可以先求每个力的对物体进行受力分析可以先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和冲量，再求各力冲量的矢量和合力的合力的冲量；或先求合

11、力，再求其冲量冲量；或先求合力，再求其冲量(3)选好正方向选好正方向,确定过程的初末状态，确确定过程的初末状态，确定各动量和冲量的正负号定各动量和冲量的正负号(4)根据动量定理列方程如有必要，根据动量定理列方程如有必要，现在学习的是第23页，共57页还需要补充其他方程式，最后代入数据求解还需要补充其他方程式，最后代入数据求解特特别别提醒：提醒：在在动动力学力学问题问题中，不涉及加速中，不涉及加速度和位移的情况下，用度和位移的情况下，用动动量定理求解一般量定理求解一般比比较简较简便便.现在学习的是第24页，共57页即时应用即时应用3.如图如图612所示所示,运动员挥拍将质量为运动员挥拍将质量为m

12、的网球击出的网球击出.如果网球被拍子击打前、如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与与v2方向相反，且方向相反，且v2v1.重力影响可忽略，重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量则此过程中拍子对网球作用力的冲量()现在学习的是第25页，共57页图图612现在学习的是第26页，共57页A大小为大小为m(v2v1)，方向与，方向与v1方向相同方向相同B大小为大小为m(v2v1)，方向与，方向与v1方向相同方向相同C大小为大小为m(v2v1)，方向与，方向与v2方向相同方向相同D大小为大小为m(v2v1)，方向与，方向与v2方向相同方向相同现在学

13、习的是第27页，共57页现在学习的是第28页，共57页题题型型探探究究讲讲练练互互动动用电钻给建筑物钻孔时，钻头所用电钻给建筑物钻孔时，钻头所受的阻力与深度成正比，若钻头匀速钻受的阻力与深度成正比，若钻头匀速钻进时第进时第1秒内阻力的冲量为秒内阻力的冲量为100Ns，求，求5秒内阻力的冲量大小秒内阻力的冲量大小求变力的冲量求变力的冲量例例1现在学习的是第29页，共57页【思思路路点点拨拨】由由于于钻钻头头所所受受阻阻力力与与深深度度成正比，所以可以采用平均成正比，所以可以采用平均值值法求解法求解【解解析析】法法一一(平平均均值值法法)：钻钻头头所所受受的的阻阻力力与与深深度度成成正正比比，而而

14、钻钻头头又又是是匀匀速速钻钻进进，即即深深度度与与时时间间成成正正比比，因因此此阻阻力力与与时间时间成正比，可以用平均成正比，可以用平均现在学习的是第30页，共57页现在学习的是第31页，共57页图图613现在学习的是第32页，共57页法法二二(图图象象法法):设设钻钻头头钻钻进进墙墙壁壁的的深深度度为为s,则则钻钻头头受受到到的的阻阻力力为为F阻阻ks,k为为比比例例系系数数，又又因因钻钻头头是是匀匀速速钻钻进进的的，即即svt，所所以以F阻阻kvt，阻阻力力与与时时间间t成成正正比比Ft图图线线如如图图613所所示示，比比较较第第1秒秒内内和和前前5秒秒内内的的面面积积知知，5秒秒内内的的

15、冲冲量量为为I22500Ns.【答案答案】2500Ns现在学习的是第33页，共57页如图如图614所示，一铁块压着一所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出抽出纸条后，铁块掉在地上的纸条后，铁块掉在地上的P点若以点若以2v速速度抽出纸条，则铁块落地点为度抽出纸条，则铁块落地点为()用动量定理解释现象用动量定理解释现象例例2现在学习的是第34页，共57页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图图614现在学习的是第35页，共57页现在学习的是第36页，共57页【解解析析】

16、纸纸条条抽抽出出的的过过程程，铁铁块块所所受受的的滑滑动动摩摩擦擦力力一一定定，以以v的的速速度度抽抽出出纸纸条条，铁铁块块所所受受滑滑动动摩摩擦擦力力的的作作用用时时间间较较长长，由由IFftmv0得得铁铁块块获获得得速速度度较较大大，平平抛抛运运动动的的水水平平位位移移较较大大以以2v的的速速度度抽抽出出纸纸条条的的过过程程，铁铁块块受受滑滑动动摩摩擦擦力力的的作作用用时时间间较较短，短，铁块铁块现在学习的是第37页，共57页获获得得速速度度较较小小，平平抛抛运运动动的的水水平平位位移移小小，故故B选项选项正确正确【答案答案】B现在学习的是第38页，共57页【名师归纳名师归纳】用动量定理解

17、释的现象一用动量定理解释的现象一般可分为两类：般可分为两类：(1)物体的动量变化一定，此时力的作用物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就时间越短，力就越大；时间越长，力就越小越小现在学习的是第39页，共57页(2)作用力一定，此时力的作用时间越长，作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小分析问题时，要把哪个量量变化越小分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚一定，哪个量变化搞清楚现在学习的是第40页，共57页如图如图615所示，质量为所示，质量为m2kg的物体，在水平力的物体，在水平力F16

18、N的作用下，的作用下，由静止开始沿水平面向右运动已知物由静止开始沿水平面向右运动已知物体与水平面间的动摩擦因数体与水平面间的动摩擦因数0.2,若若F作用作用t12s后撤去，撤去后撤去，撤去F后又经后又经t22s，物体与竖直墙壁相碰，物体与竖直墙壁相碰，用动量定理求平均冲力用动量定理求平均冲力例例3现在学习的是第41页，共57页若物体与墙壁作用时间若物体与墙壁作用时间t30.1s，碰撞后，碰撞后反向弹回的速度反向弹回的速度v6m/s，求墙壁对物，求墙壁对物体的平均作用力的大小体的平均作用力的大小(g取取10m/s2)图图615现在学习的是第42页，共57页【思思路路点点拨拨】题题目目中中有有三三

19、个个过过程程，分分别别是是F作作用用下下，F撤撤去去后后，碰碰撞撞，求求墙墙壁壁对对物物体体的的作作用用力力，可可只只对对碰碰撞撞过过程程应应用用动动量定理，也可量定理，也可对对全全过过程程应应用用动动量定理量定理现在学习的是第43页，共57页【解析解析】法一：程序法法一：程序法以以物物体体为为研研究究对对象象，在在t1时时间间内内其其受受力力情情况况如如图图616甲甲所所示示，选选F的的方方向向为为正方向正方向图图616现在学习的是第44页，共57页由牛由牛顿顿第二定律：第二定律：Fmgma1撤去撤去F时时的速度：的速度：v1a1t1撤去撤去F后受力情况如后受力情况如图图乙所示乙所示由牛由牛

20、顿顿第二定律：第二定律：mgma2物物体体开开始始碰碰墙墙时时的的速速度度为为v2，则则v2v1a2t2现在学习的是第45页，共57页现在学习的是第46页，共57页【答案答案】280 N现在学习的是第47页，共57页变变式式训训练练据据报报道道，一一辆辆轿轿车车高高速速强强行行超超车车时时，与与迎迎面面驰驰来来的的另另一一辆辆轿轿车车相相撞撞两两车车身身因因碰碰撞撞挤挤压压，皆皆缩缩短短了了约约0.5m，根根据据测测算算相相撞撞时时两两车车车车速速约约为为109km/h，试试求求碰碰撞撞过过程程中中车车内内质质量量是是60kg的的人人受受到到的的平平均均冲冲击击力力约约为为多多大大？(运运算算

21、过过程程及及结结果均保留两位有效数字果均保留两位有效数字)现在学习的是第48页，共57页现在学习的是第49页，共57页根据根据动动量定理有量定理有Ftmv0解得解得F5.4104N.答案：答案：5.4104N现在学习的是第50页，共57页(满分样板满分样板8分分)高压采煤水枪出水高压采煤水枪出水口的截面积为口的截面积为S，水的射速为，水的射速为v，射到煤，射到煤层上后，水速度为零，若水的密度为层上后，水速度为零，若水的密度为，求水对煤层的冲力大小求水对煤层的冲力大小应用动量定理处理流体问题应用动量定理处理流体问题例例4现在学习的是第51页，共57页【思思路路点点拨拨】我我们们取取一一小小段段时

22、时间间内内射射到到煤煤层层上上的的水水进进行行研研究究，这这部部分分水水在在较较短短时时间间内内速速度度变变为为零零，煤煤一一定定对对水水产产生生力力的的作作用用.因因此此，可可以以由由动动量量定定理理来来求求煤煤对对水水的的平平均均作作用用力力，再再由由牛牛顿顿第第三三定定律律就就知知道道水水对对煤的作用力煤的作用力现在学习的是第52页，共57页解解题样题样板板规规范步范步骤骤，该该得的分一分不得的分一分不丢丢！设设在在t时时间间内内射射出出的的水水的的质质量量为为m，则则mSvt，以以m为为研研究究对对象象，它它在在t内内动动量量变变化化为为pm(0v)Sv2t.(4分分)设设F为为水水对

23、对煤煤层层的冲力，的冲力，F为为煤煤层对层对现在学习的是第53页，共57页水水的的反反冲冲力力，以以F的的方方向向为为正正方方向向根根据据动动量定理量定理(忽略水的重力忽略水的重力)有有FtSv2t，所所以以FSv2.(3分分)根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律得得FFSv2.(1分分)现在学习的是第54页，共57页【规规律律总总结结】处处理理流流体体类类问问题题时时，一一般般要要假假设设一一段段时时间间t内内流流出出的的水水柱柱，其其长长度度为为vt，水水柱柱底底面面积积为为S，得得水水柱柱体体积积VSvt，故故水水柱柱质质量量为为mVSvt，再再对对质质量量为为m的的水水柱柱应应用用动动量量定定理理求求解解现在学习的是第55页，共57页知能演练强化闯关知能演练强化闯关现在学习的是第56页，共57页本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放现在学习的是第57页，共57页