物理动量和动量定理.ppt
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1、动量概念的由来动量概念的由来动量概念的由来动量概念的由来 在上节课探究的问题中,发现碰在上节课探究的问题中,发现碰撞的两个物体,它们的质量和速度的撞的两个物体,它们的质量和速度的乘积乘积mv在碰撞前后很可能是保持不变在碰撞前后很可能是保持不变的,这让人们认识到的,这让人们认识到mv这个物理量具这个物理量具有特别的意义,物理学中把它定义为有特别的意义,物理学中把它定义为物体的物体的动量动量。、定义定义定义定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的动量动量动量动量p p,用公式表示为,用公式表
2、示为,用公式表示为,用公式表示为 p=mvp=mv 动量动量动量动量(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: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,动量的方向决定,动量的方向决定,动量的方向决定,动量的方向与该时刻速度的方向相同;与该时刻速度的方向相同;与该时刻速度的方向相
3、同;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,即具有量,即具有量,即具有量,即具有瞬时性瞬时性瞬时性瞬时
4、性,故在计算时相应的速度应取,故在计算时相应的速度应取,故在计算时相应的速度应取,故在计算时相应的速度应取这一时刻的这一时刻的这一时刻的这一时刻的瞬时速度瞬时速度瞬时速度瞬时速度动量的变化动量的变化动量的变化动量的变化 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pp 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,称为动量的变化的矢量差,称为动量的变化的矢量差,称为动量的变化的矢量差,称为动量的变化(或动量的(或动量的(或动量的(或
5、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 PPPPPPPPPP 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,遵循运算,遵循平行四边形定则平行四边形定则
6、:PPP PPPPP也称也称三角形法则三角形法则:从:从初动量初动量的矢量末端的矢量末端指向指向末动量末动量的矢量末端的矢量末端动量的变化动量的变化动量的变化动量的变化 p p1 1、一一个个质质量量是是0.10.1kgkg的的钢钢球球,以以6 6m/sm/s的的速速度度水水平平向向右右运运动动,碰碰到到一一块块坚坚硬硬的的障障碍碍物物后后被被弹弹回回,沿沿着着同同一一直直线线以以6 6m/sm/s的的速速度度水水平平向向左左运运动动,碰碰撞撞前前后后钢钢球球的的动动量量有有没没有有变变化化?变变化了多少?方向如何?化了多少?方向如何?规定正方向规定正方向规定正方向规定正方向PPP课堂练习课堂
7、练习课堂练习课堂练习2 2、质量为、质量为m m的钢球自高处落下,以速率的钢球自高处落下,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,离地时速率为撞时间极短,离地时速率为v v2 2,在碰撞,在碰撞过程中,钢球动量变化为多少?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
8、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的位移积累即道,动能的变化是由于力的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,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
9、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。用牛顿第二定律推导动量的变化用牛顿第二定律推导动量的变化用牛顿第二定律推导动量的变化用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,
10、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。表明动量的变化与表明动量的变化与表明动量的变化与表明动量的变化与力的作用对时间力的作用对时间力的作用对时间力的作用对时间积累效果有关。积累效果有关
11、。积累效果有关。积累效果有关。、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 冲量冲量冲量冲量(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,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
12、效果效果力的空间积累力的空间积累力的空间积累力的空间积累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功功力的时间积累力的时间积累力的时间积累力的时间积累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
13、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:对物体系统内部,内力作用的冲量的矢量和等于零,但内力的功的代数和不一定为零。量和等于零,但内力的功的代数和不一定为零。量和等于零,但内力的功的代数和不一定为零。量和等于零,但内力的功的代数和不一定为零。例:例:例:
14、例:人在船上行走人在船上行走人在船上行走人在船上行走人对船的作用力与船对人的反作人对船的作用力与船对人的反作人对船的作用力与船对人的反作人对船的作用力与船对人的反作用力的冲量的矢量和等于零,但是人对船的作用力和船对用力的冲量的矢量和等于零,但是人对船的作用力和船对用力的冲量的矢量和等于零,但是人对船的作用力和船对用力的冲量的矢量和等于零,但是人对船的作用力和船对人的反作用力都做正功,使人和船的动能都增加。人的反作用力都做正功,使人和船的动能都增加。人的反作用力都做正功,使人和船的动能都增加。人的反作用力都做正功,使人和船的动能都增加。思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论t0F0FtO 由由
15、图图可可知知F-tF-t图图线线与与时时间间轴轴之之间间所所围围的的“面面积积”的的大大小小表表示示对对应应时时间间t t0 0内内,力力F F0 0的冲量的大小。的冲量的大小。思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论 如果在一段时间内的作用力是一个变力,如果在一段时间内的作用力是一个变力,又该怎样求这个变力的冲量?又该怎样求这个变力的冲量?公式公式I=Ft中的中的F必必须取平均值须取平均值1 1 1 1、关于冲量和动量,下列说法中正确的是(、关于冲量和动量,下列说法中正确的是(、关于冲量和动量,下列说法中正确的是(、关于冲量和动量,下列说法中正确的是()A A A A、冲量是反映力的作用时间
16、积累效果的物理量冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B B B B、动量是描述物体运动状态的物理量动量是描述物体运动状态的物理量动量是描述物体运动状态的物理量动量是描述物体运动状态的物理量 C C C C、冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因冲量是物体动量变化的原因 D D D D、冲量是描述物体状态的物理量冲量是描述物体状态的物理量冲量是描述物体状态的物理量冲量是描述物体状态的物理量ABC课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习2 2 2 2、对于力的冲量的说法,正确的是(、对于力的冲
17、量的说法,正确的是(、对于力的冲量的说法,正确的是(、对于力的冲量的说法,正确的是()A A A A、力越大,力的冲量就越大力越大,力的冲量就越大力越大,力的冲量就越大力越大,力的冲量就越大 B B B B、作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大 C C C C、F F F F1 1 1 1与与与与其其其其作作作作用用用用时时时时间间间间t t t t1 1 1 1的的的的乘乘乘乘积积积积F F F F1 1 1 1t t t t1 1 1 1的的的的大大大大小小小小,等等等等于于
18、于于F F F F2 2 2 2与与与与其其其其作用时间作用时间作用时间作用时间t t t t2 2 2 2的乘积的乘积的乘积的乘积F F F F2 2 2 2t t t t2 2 2 2的大小,则这两个冲量相同的大小,则这两个冲量相同的大小,则这两个冲量相同的大小,则这两个冲量相同 D D D D、静静静静置置置置于于于于水水水水平平平平地地地地面面面面上上上上的的的的桌桌桌桌子子子子受受受受到到到到水水水水平平平平推推推推力力力力F F F F的的的的作作作作用用用用,经时间经时间经时间经时间t t t t始终处于静止状态,则此推力的冲量为零始终处于静止状态,则此推力的冲量为零始终处于静止
19、状态,则此推力的冲量为零始终处于静止状态,则此推力的冲量为零 B3 3 3 3、质量为、质量为、质量为、质量为5 5 5 5kgkgkgkg的小球,从距地面高为的小球,从距地面高为的小球,从距地面高为的小球,从距地面高为20202020m m m m处水平抛出,处水平抛出,处水平抛出,处水平抛出,初速度为初速度为初速度为初速度为10101010m m m ms s s s,不计空气阻力,不计空气阻力,不计空气阻力,不计空气阻力,g=10m/sg=10m/sg=10m/sg=10m/s2 2 2 2,从抛出到从抛出到从抛出到从抛出到落地过程中,重力的冲量是(落地过程中,重力的冲量是(落地过程中,
20、重力的冲量是(落地过程中,重力的冲量是()A A A A、60Ns60Ns60Ns60NsB B B B、80Ns 80Ns 80Ns 80Ns C C C C、100Ns100Ns100Ns100Ns D D D D、120Ns120Ns120Ns120NsC课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习注意:注意:注意:注意:求冲量时,一定要明确是求哪个求冲量时,一定要明确是求哪个求冲量时,一定要明确是求哪个求冲量时,一定要明确是求哪个力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量为为为为 I I合合合合=F F合
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