碰撞与动量定理.pptx

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1、会计学1碰撞与动量定理碰撞与动量定理年月日年月日年月日年月日日的彗木相撞日的彗木相撞日的彗木相撞日的彗木相撞 “世纪之世纪之吻吻”第1页/共20页 生活中的这些现象都是什么原理呢？第2页/共20页自然界中的碰撞随处可见，大至宇宙自然界中的碰撞随处可见，大至宇宙天体，小至微观粒子，都在频繁地发天体，小至微观粒子，都在频繁地发生着碰撞。碰撞有什么规律呢？所有生着碰撞。碰撞有什么规律呢？所有这些碰撞是否遵守相同的规律呢？这些碰撞是否遵守相同的规律呢？第3页/共20页纷繁复杂的碰撞可以分为：纷繁复杂的碰撞可以分为：1 1、完全弹性碰撞、完全弹性碰撞 2 2、非弹性碰撞、非弹性碰撞 完全非弹性碰撞完全非

2、弹性碰撞碰撞的特点：碰撞的特点：相互作用时间短，作用力变化快，作用力很大相互作用时间短，作用力变化快，作用力很大（相对于其它的力）（相对于其它的力）第4页/共20页（一）动量（一）动量1定义定义：物体的质量和物体在某一时刻的速度的乘积即：物体的质量和物体在某一时刻的速度的乘积即p=mv，单位，单位 kgm/s2动量的大小动量的大小和动能的关系和动能的关系：3 3瞬时性：瞬时性：瞬时性：瞬时性：动量是指物体在某动量是指物体在某动量是指物体在某动量是指物体在某一时刻的动量一时刻的动量一时刻的动量一时刻的动量，计算时应取这一时刻的瞬时速度动量是描述物体运动状态的物理量，是，计算时应取这一时刻的瞬时速

3、度动量是描述物体运动状态的物理量，是，计算时应取这一时刻的瞬时速度动量是描述物体运动状态的物理量，是，计算时应取这一时刻的瞬时速度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第5页/共20页4矢量性矢量性：动量的：动量的方向方向与物体的瞬时与物体的瞬时速度方向速度方向相同运算遵循相同运算遵循平行四边形定则平行四边形定则5 5相对性：物体的动量与参考系相对性：物体的动量与参考系的选择有关，选用不同的参考系的选择有关，选用不同的参考系时，同一物体的动量可能不同时，同一物体的动量可能不同6、动量的变化量：、动量的变化量：当物体的运动状态由状态当物体的运动状态由状态1变化到状态变化到状态

4、2，其，其末动量末动量mv2与与初动量初动量mv1的的矢量差矢量差称为动量的变化，即称为动量的变化，即p=mv2-mv1，或，或p=p2-p1第6页/共20页练习练习质量为质量为10kg的物体，当其速率由的物体，当其速率由3m/s变为变为4m/s时，它的动量变化量时，它的动量变化量p的大小不可能（的大小不可能（）A10kgm/s B50kgm/sC70kgm/s D90kgm/sD第7页/共20页(二二)冲量冲量2.矢量性矢量性：恒力（或方向不变的力）的冲：恒力（或方向不变的力）的冲量方向与力的方向一致；变力（方向改变量方向与力的方向一致；变力（方向改变的力）冲量方向应与物体的力）冲量方向应与

5、物体动量改变量动量改变量的方的方向一致向一致1.定义定义：力和这个力的：力和这个力的作用时间作用时间的乘积的乘积即即I=Ft，单位：单位：Ns第8页/共20页5.绝对性绝对性：因为力、时间与：因为力、时间与参考系参考系的选取无关，所以冲量的大小、方向与参考系的选取的选取无关，所以冲量的大小、方向与参考系的选取无关无关4冲量的计算：冲量的计算：恒力恒力的冲量用的冲量用I=Ft来计算来计算变力的冲量变力的冲量一般不能用一般不能用I=Ft 来计算，而应根据动量定理来计算来计算，而应根据动量定理来计算3.物理意义：物理意义：它是力对物体的作用经历一段时间的积累效应与位移无关，是它是力对物体的作用经历一

6、段时间的积累效应与位移无关，是过程量过程量第9页/共20页练习练习质量为质量为m的物体的物体放在放在水平地面上，在与水平面水平地面上，在与水平面成成 角角的拉力的拉力F作用下由静止开始运动，经时间作用下由静止开始运动，经时间t速度速度达到达到v，在这段时间内拉力，在这段时间内拉力F和重力和重力mg冲量大小分别冲量大小分别是是()AFt，0 BFtcos,0 Cmv,0 DFt,mgtDv第10页/共20页（三）、动量定理（三）、动量定理 质量为质量为质量为质量为mm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 的作用下，经过时的作用下，经过时的作用下，经过时的作用下，经过时间

7、间间间t t t t，速度由，速度由，速度由，速度由v v 变为变为变为变为v v F FFFFFFvvF 作用的时间为作用的时间为t第11页/共20页n n物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是是是是动量定理动量定理动量定理动量定理表达式如上（表达式如上（表达式如上（表达式如上（一般以地面为惯性参一般以地面为惯性参考系）考系）由牛顿第二定律：F=m a所以：而：所以：即：即：第12页/共20页怎样理解动量定理怎样理解动量定理动动量量定定理理是是矢矢量量式

8、式，合合外外力力的的冲冲量量方向与物体动量变化的方向相同方向与物体动量变化的方向相同 对恒力的冲量用对恒力的冲量用F Ft t t t求求求求，举例平抛运动算动量的变化量，举例平抛运动算动量的变化量 对变力的冲量用对变力的冲量用 举例圆周运动算向心力的冲量举例圆周运动算向心力的冲量第13页/共20页动量定理的应用范围广阔动量定理的应用范围广阔事实证明：事实证明：动动量量定定理理不不但但适适用用于于恒恒力力，也也适适用用于于随随时时间间变变化化的的变变力力，对对于于变变力力情情况况，动动量量定定理理中中的的F F应理解为变力在作用时间内的平均值应理解为变力在作用时间内的平均值动动量量定定理理不不

9、仅仅可可以以解解决决匀匀变变速速直直线线运运动动的的问问题题，还还可可以以解解决决曲曲线线运运动动中中的的有有关关问问题题，将将较难的计算问题转化为较易的计算问题较难的计算问题转化为较易的计算问题动动量量定定理理不不仅仅适适用用于于宏宏观观低低速速物物体体，也也适适用于微观现象和变速运动问题用于微观现象和变速运动问题第14页/共20页 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（1 1）确确定定研研究究对对象象和和物物理理过过程程，并并对对研研究对象做出受力分析究对象做出受力分析（2 2）选选定定正正方方向向，确确定定在在物物理理过

10、过程程中中研研究对象所受合外力的冲量和动量的变化究对象所受合外力的冲量和动量的变化（3 3）由由动动量量定定理理列列等等式式，统统一一单单位位后后代代入数据求解入数据求解第15页/共20页练习练习1：n n 如图所示，一质量为m的小球，以速度v碰到墙壁上，被反弹回来的速度大小仍是v，若球与墙壁的接触时间为t，求小球在与墙相碰时所受的合力第16页/共20页 练习练习2、质量为、质量为65kg的人从高处跳下，以的人从高处跳下，以7m/s的速度着地，与地面接触后经的速度着地，与地面接触后经0.01s停下，地面对他的作用力多大停下，地面对他的作用力多大?(g=10m/s2)若人跳下与地面接触后，双腿弯

11、曲使人下蹲，经若人跳下与地面接触后，双腿弯曲使人下蹲，经1s停下，地面对他的作用力是多大停下，地面对他的作用力是多大?第17页/共20页苹果的包装泡沫网第18页/共20页动量定理的理解动量定理的理解n n1.1.动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量的效果是改变受力物体的动量，因此动量定理是一的效果是改变受力物体的动量，因此动量定理是一的效果是改变受力物体的动量，因此动量定理是一的效果是改变受力物体的动量，因此动量定理是一个关于过程的规律。在此过程中，冲量的

12、大小总等个关于过程的规律。在此过程中，冲量的大小总等个关于过程的规律。在此过程中，冲量的大小总等个关于过程的规律。在此过程中，冲量的大小总等于动量增量的大小；冲量的方向总跟动量增量的方于动量增量的大小；冲量的方向总跟动量增量的方于动量增量的大小；冲量的方向总跟动量增量的方于动量增量的大小；冲量的方向总跟动量增量的方向一致。向一致。向一致。向一致。n n2.2.当几个力（恒力）同时作用于物体时，表达式中当几个力（恒力）同时作用于物体时，表达式中当几个力（恒力）同时作用于物体时，表达式中当几个力（恒力）同时作用于物体时，表达式中的冲量理解为各个力的合冲量。几个力冲量的矢量的冲量理解为各个力的合冲量

13、。几个力冲量的矢量的冲量理解为各个力的合冲量。几个力冲量的矢量的冲量理解为各个力的合冲量。几个力冲量的矢量和等于这几个力的合力冲量。和等于这几个力的合力冲量。和等于这几个力的合力冲量。和等于这几个力的合力冲量。n n3.3.对于变力的冲量，我们用等效原理解决。即变力对于变力的冲量，我们用等效原理解决。即变力对于变力的冲量，我们用等效原理解决。即变力对于变力的冲量，我们用等效原理解决。即变力在时间在时间在时间在时间t t的冲量跟一个恒力在相同时间的冲量跟一个恒力在相同时间的冲量跟一个恒力在相同时间的冲量跟一个恒力在相同时间t t的冲量相等的冲量相等的冲量相等的冲量相等（动量增量相等），则用这个恒力代替这个变力，（动量增量相等），则用这个恒力代替这个变力，（动量增量相等），则用这个恒力代替这个变力，（动量增量相等），则用这个恒力代替这个变力，叫做平均力。作用时间很短的力又称为冲力，多用叫做平均力。作用时间很短的力又称为冲力，多用叫做平均力。作用时间很短的力又称为冲力，多用叫做平均力。作用时间很短的力又称为冲力，多用于解决打击碰撞等问题。于解决打击碰撞等问题。于解决打击碰撞等问题。于解决打击碰撞等问题。第19页/共20页