动量定理高中课件.ppt

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1、二、动 量 定 理 1.理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力.2.能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量表达式.3.会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。学习目标：理解动量定理的确切含义和表达式。学习重点：会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。学习难点：实 验 鸡蛋从一定的高度落到地板上，肯定会打破。现在，在地板上放一块泡沫塑料垫。我们尽可能把鸡蛋举得高高的，然后放开手，让它落到泡沫塑料垫上，看看鸡蛋会不会被打破。在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里;跳高时在下落处要放海绵垫子;从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲;轮船

2、边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等.这样做的目的是为了缓冲.而在某些情况下，我们又不希望缓冲，比如用铁锤钉钉子.为了解释这类现象，我们就来学习关于 的知识 动量定理问题：一个具有一定动量的物体，在合力的作用下，经过一段时间，它的动量变化跟所受的合力的冲量有什么关系？/P=mvPPP=mv/FFt=P推导的依据:牛顿第二定律和运动学的有关公式 物体的初动量为p=mv、末动量为p=mv，经历的时间为t，由加速度的定义式 由牛顿第二定律F=ma=可得Ft=mvmv，即 Ft=pp=mv-mv 2.公式:Ft=p一p 其中F是物体所受合力，p是初动量，p是末动量，t是物体从初动量p变化到末动量p所需时

3、间，也是合力F作用的时间。3.单位：F的单位是N，t的单位是s，p和P的单位是kgm/s（kgms-1）。对动量定理的进一步认识1.动量定理中的方向性公式Ft=p一P=p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。1.物理意义:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化.说明：例如:匀加速运动合力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合力的方向在同一直线上的情况(即一维情况)，此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，

4、与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。例题：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？分析：球棒对垒球的作用力是变力，力的作用时间很短。在这个短时间内，力大小先是急剧地增大，然后又急剧地减小为零。在冲击、碰撞一类问题中，相互作用的时间很短，力的变化都具有这个特点。动量定理适用于变力，因此，可以用动量定理求球棒对垒球的平均作用力。由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量，由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力。解：取垒球飞向球棒时的方向为正方向

5、。垒球的初动量为：P=mv=0.1825kgm/s=4.5kgm/s垒球的末动量为：P=mv=-0.1845kgm/s=-8.1kgm/s由动量定理可得垒球所受的平均力为：F=(P-P)/t=(-8.1-4.5)/0.01N=-1260N 垒球所受的平均力的大小为1260N，负号表示力的方向与所选的正方向相反，即力的方向与垒球飞回的方向相同。2.动量的变化率:动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理Ft=p得F=P/t，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之则小;当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力.3.动量定理的适用范围:动量定理不但适用于

6、恒力，也适用于随时间变化的变力.对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题.鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同.而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打

7、破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破.再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象.在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用.请同学们再举些有关实际应用的例子.加强对周围事物的观察能力，勤于思考，一定会有收获.用动量定理Ft=p一P=p解释现象可分为下列三种情况:(1)p一定，t短则F大，t长则F小;(2)F一定，t短则p小，t长则p大;(3)t一定，F大则p大，F小则p小.小结：巩固练习:l.一个人慢行和跑步时，不小心与迎面的一棵树相撞，其感觉有什么不同?请解释.2.一辆满载货物的卡车和一辆小轿车都从静止开始，哪辆车起动更快?为什么?3.人下楼梯时往往一级一级往下走，而不是直接往下跳跃七八级，这是为什么?