动量 动量定理课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册.pptx
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1、人教版 选修一 第一章 第一节&第二节19941994年,年,苏梅克苏梅克-列维列维9 9号号 彗星彗星进入木星表面,期间,巨大的潮进入木星表面,期间,巨大的潮汐力直接将这颗彗星汐力直接将这颗彗星撕裂成了撕裂成了2121块块。随后,这随后,这2121个碎片按次序开始了对木星个碎片按次序开始了对木星的连续轰击。第九块碎片撞击产生的巨的连续轰击。第九块碎片撞击产生的巨大火球产生的大火球产生的爆破范围达到了爆破范围达到了3 3个地球个地球那么大那么大。2121块碎片加起来释放的总能量块碎片加起来释放的总能量更是超过了更是超过了2020亿颗广岛原子弹亿颗广岛原子弹。旷世大碰撞旷世大碰撞一、碰撞一、碰撞
2、两个或两个以上的物体在相遇的两个或两个以上的物体在相遇的极短时间极短时间内产生内产生非常大的相互作用力非常大的相互作用力的的过程叫作碰撞。过程叫作碰撞。a a.相互作用的相互作用的时间极短时间极短b b.相互作用力极大相互作用力极大,其他外力可忽略其他外力可忽略c c.一般可以认为在一般可以认为在“原位置原位置”发生发生,碰撞过程碰撞过程位移可以忽略位移可以忽略一维碰撞一维碰撞碰撞前后物体速度在同一条直线上碰撞前后物体速度在同一条直线上二维碰撞二维碰撞碰撞前后物体速度在同一个平面上碰撞前后物体速度在同一个平面上3 3.分类:分类:思考思考:碰撞前后会不会也有什么量保持不变碰撞前后会不会也有什么
3、量保持不变?2 2.特点:特点:1.1.定义定义:生活中的碰撞现象汽车碰撞测试锤子和钉子的碰撞击打网球击打台球思考与讨论:1.这些生活中的现象各不相同,是否遵循相同的规律?2.这些现象中是否存在不变的物理量?结论:(1)从实验数据可以看出,此实验中两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等,但质量与速度的乘积之和却基本不变。(2)mv这个物理量具有特别的意义。在物理学中在物理学中,把物体,把物体的的质量量 m 和速度和速度 的乘的乘积叫做物体的叫做物体的动量量 p,用,用公式表示公式表示为p=mv 在国在国际单位制中,位制中,动量的量的单位是千克位是千克米每秒,符号米每秒,符号是是 kgm/s是状是状
4、态量,与某一量,与某一时刻相刻相对应1.定定义:2.单位位:3.三性:三性:(2)瞬瞬时性性:(1)矢量性矢量性:方向由速度方向决定,与方向由速度方向决定,与该时刻的速度方向相同刻的速度方向相同(3)相相对性性:物体的物体的动量与参考系的量与参考系的选择有关,有关,中学阶段常以地球为中学阶段常以地球为参考系参考系动量动量动量的变化量(的变化量(p p)1.1.定义:定义:某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量 p跟初状态的动量 p的矢量差,称为动量的变化(或动量的增量),即 p p=p-p p-p 矢量矢量2 2.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。3
5、 3.同一直线上动量变化同一直线上动量变化采用代数运算,其方向采用代数运算,其方向与与的方向相同的方向相同:ppppvvPpPPpp遵循遵循平行四边形定则平行四边形定则:pppppppppp+p三、动量的变化量三、动量的变化量不在同一直线上动量变化的运算不在同一直线上动量变化的运算(3 3)试讨论以下几种运动的动量变化)试讨论以下几种运动的动量变化情况:情况:物体做匀速直线运动物体做匀速直线运动物体做自由落体运动物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量大小、方向均不变动量方向不变,大小随时间推移而增大动量方向不变,大小随时间推移
6、而增大动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大动量方向时刻改变,大小不变动量方向时刻改变,大小不变(1)动量动量和动能都是描述物体运动过程中的某一和动能都是描述物体运动过程中的某一状态状态。(2)动量动量是矢量,动能是是矢量,动能是标量。标量。(4)动量动量发生变化时,动能不一定发生变化,动能发生变化时,动量一定发生发生变化时,动能不一定发生变化,动能发生变化时,动量一定发生变化。变化。(3)动量与动能的定量动量与动能的定量关系:关系:动量发生动量发生变化变化速度大小改变方向不变速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变
7、速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能改变动能改变动能不变动能不变5.动量动量和动能和动能例例题题:一一个个质质量量m=0.1 kg 的的钢钢球球,以以=6 m/s 的的速速度度水水平平向向右右运运动动,碰碰到到一一个个坚坚硬硬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 m/s 的的速速度度水水平平向向左左运运动动,如如图图所所示示。碰碰撞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?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?1 1如图所示,甲、乙两人在水平路面上沿相反方向运动。已知甲的质量如图所示,甲、乙两人在水平路面上沿相反方向运动。已知甲的质量为为40
8、kg40kg,速度大小,速度大小1 1=5 m/s=5 m/s;乙的质量为;乙的质量为80kg80kg,速度大小,速度大小2 2=2.5 m/s=2.5 m/s。则以下说法正确的是()则以下说法正确的是()A A甲的动量比乙的动量大甲的动量比乙的动量大B B甲、乙两人的动量相同甲、乙两人的动量相同C C甲的动量大小为甲的动量大小为200 kgm/s200 kgm/s2 2D D乙的动量大小为乙的动量大小为200 kgm/s200 kgm/sD2 2下列关于动量的说法正确的是()下列关于动量的说法正确的是()A A质量大的物体,动量一定大质量大的物体,动量一定大B B质量和速率都相等的物体,动量
9、一定相同质量和速率都相等的物体,动量一定相同C C质量一定的物体的速率改变,它的动量一定改变质量一定的物体的速率改变,它的动量一定改变D D质量一定的物体的运动状态改变,它的动量一定改变质量一定的物体的运动状态改变,它的动量一定改变CD3 3如图所示,质量相同的两个滑块如图所示,质量相同的两个滑块A A、B B沿两个倾角不同(分别为沿两个倾角不同(分别为和和,)质量相同的光滑斜面,从同一高度由静止开始滑下,它们经斜)质量相同的光滑斜面,从同一高度由静止开始滑下,它们经斜面底端时()面底端时()A A具有相同的速率具有相同的速率B B具有相同的动能具有相同的动能C C具有相同的动量具有相同的动量
10、D D具有不相同的动量具有不相同的动量ABD4 4关于动量的变化,下列说法正确的是()关于动量的变化,下列说法正确的是()A A在加速直线运动中,物体动量的变化量的方向与运动方向相同在加速直线运动中,物体动量的变化量的方向与运动方向相同B B在减速直线运动中,物体动量的变化量的方向与运动方向相反在减速直线运动中,物体动量的变化量的方向与运动方向相反C C物体的速度大小不变时,动量的变化量为零物体的速度大小不变时,动量的变化量为零D D物体做曲线运动时,动量的变化量一定不为零物体做曲线运动时,动量的变化量一定不为零ABBD7 7运动的物体的质量比为运动的物体的质量比为2:1,2:1,则:则:()
11、()A A当它们的动能相同时,动量之比当它们的动能相同时,动量之比P P甲甲PP乙乙=2:1=2:1;B B当它们的动能相同时,动量之比当它们的动能相同时,动量之比P P甲甲PP乙乙=:1=:1;C C当它们的动量相同时,它们的动能之比当它们的动量相同时,它们的动能之比EkEk甲甲EkEk乙乙=2:1;=2:1;D D当它们的动量相同时,它们的动能之比当它们的动量相同时,它们的动能之比EkEk甲甲EkEk乙乙=1:2=1:26 6一质量为一质量为2kg2kg的物块在合外力的物块在合外力F F的作用下从静止开始沿直线运动。的作用下从静止开始沿直线运动。F F随时随时间间t t变化的图线如图所示,
12、则()变化的图线如图所示,则()A At=1 st=1 s时物块的速率为时物块的速率为1 m/s1 m/sB Bt=2 st=2 s时物块的动量大小为时物块的动量大小为4 kgm/s4 kgm/sC Ct=3 st=3 s时物块的动量大小为时物块的动量大小为5 kgm/s5 kgm/sD Dt=4 st=4 s时物块的速度为时物块的速度为1 m/s1 m/sABD新课引入生活中的场景跳高比赛跳远比赛悬挂轮胎的游船准备靠岸这些场景中的垫子、沙坑、轮胎有什么共同的作用?共同的作用都是为了缓冲新课引入生活中的场景锤子钉钉子棒球比赛高尔夫球比赛在这些场景中,我们还希望缓冲吗?为什么我们通常用铁锤钉钉子
13、,而跳远时却要跳入沙坑中?对于对于钉钉子:缩短作用时间,增大作用力。钉钉子:缩短作用时间,增大作用力。对于对于跳沙坑:延长作用时间,减小作用力。跳沙坑:延长作用时间,减小作用力。想一想:新课引入思考与讨论:(1)在以上两类场景中,为什么目的会不同呢?(2)在以上两类场景中,每一种情景中人或物体的受力与各自的动量变化有怎样的关系呢?1.1.推导:推导:由牛顿第二定律F=ma,则有:加速度:整理得:Ft=p p 假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用,做匀变速直线运动,初始时刻物体的速度为v,经过一段时间t,它的速度为v.新课讲授F 作用了时间 tFF一、动量定理一、动量定理新课讲
14、授类比复习:F 作用了位移 xFF 高一物理我们曾经学过类似的知识,假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用,做匀变速直线运动,初始时刻物体的速度为v,经过一段位移x,它的速度为v.当时,我们经过推导得到的是:我们把Fx认为是力在位移上的累积,称为力的功。那么我们是不是可以把Ft 认为是力对时间的累积呢?.定义: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冲量I,用公式表示为用公式表示为 I=Ft2.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 3.冲量是矢量:方
15、向由方向由力的方向力的方向决定,若为恒定方向的力,则冲量的方决定,若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同向跟这力的方向相同4.冲量是过程量,反映了反映了力对时间的积累效应力对时间的积累效应冲量冲量例题:例题:(多选)如右图一物体在与水平方向成如右图一物体在与水平方向成 角拉力角拉力F作用下匀速前进了时间作用下匀速前进了时间t,则(,则()A.拉力拉力F对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为FtB.拉力拉力F对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为Ftsin C.摩擦力对物体的冲量大小为摩擦力对物体的冲量大小为Ftsin D.合外力合外力对物体的冲量大小为对物体的冲量大小为0。F例例:一一个个
16、质质量量 m m2 2 kg kg 的的物物体体,静静止止在在光光滑滑的的水水平平地地面面上上,某某时时刻刻受受到到F=10NF=10N的的水水平力的作用,经历平力的作用,经历t t5 s5 s的时间。的时间。(g g 为为 10 m/s10 m/s2 2)求求 :(1 1)重力的冲量;)重力的冲量;(2 2)支持力的冲量;)支持力的冲量;(3 3)外力)外力F F的冲量;的冲量;(4 4)合力的冲量。)合力的冲量。(1)IGGt100 Ns;(2)IFNFNt100 Ns;(3)IF Ft=50 Ns。AD冲量冲量功功区区别公式公式标、矢量、矢量意意义正正负作用效果作用效果单位单位冲量与功的
17、比较冲量与功的比较某个力对物体有冲量某个力对物体有冲量,力对物体不一定做功;力对物体不一定做功;某个力对物体做了功某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量。力对物体一定有冲量。N NS SI=FtW=Fxcos 矢量矢量标量标量N Nm m(J J)力对时间的积累力对时间的积累,对应一段时间对应一段时间在在F-t图像中可以用面积表示图像中可以用面积表示力对位移的积累力对位移的积累,对应一段位移对应一段位移在在F-x图像中可以用面积表示图像中可以用面积表示正负表示与正方向相同或相反正负表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功正负表示动力做功或阻力做功改变物体的改变物体的动量动量改变物体的改
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