《高中物理动量和动量定理精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理动量和动量定理精选文档.ppt（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高中物理课件动量和动量定理本讲稿第一页，共三十八页本讲稿第二页，共三十八页本讲稿第三页，共三十八页1理解动量和动量变化的概念。理解动量和动量变化的概念。2认识冲量的概念，知道冲量是矢量。认识冲量的概念，知道冲量是矢量。3理解动量定理的确切含义和表达式，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。知道动量定理适用于变力。4会用动量定理解释现象和处理有关会用动量定理解释现象和处理有关 问题。问题。本讲稿第四页，共三十八页 1动量和动量变化量动量和动量变化量 (1)动量：动量：定义：物体的定义：物体的 和和 的乘积。的乘积。表达式：表达式：p 。单位：单位：。符号。符号kgm/s。矢量性
2、：方向与矢量性：方向与 的方向相同，其运算遵守的方向相同，其运算遵守 定则。定则。质量质量速度速度mv千克千克米米/秒秒速度速度平行四边形平行四边形本讲稿第五页，共三十八页 (2)动量变化量：动量变化量：定义：物体在某段时间内定义：物体在某段时间内 与与 的矢量差的矢量差(也是也是矢量矢量)，p (矢量式矢量式)。在同一条直线上的动量运算：在同一条直线上的动量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表此时的正、负号仅代表 ，不代表大小不代
3、表大小)。关键一点关键一点只要物体的速度只要物体的速度(大小、方向大小、方向)变化，动量就一变化，动量就一定变化，故动量变化量可表示为定变化，故动量变化量可表示为mv。末动量末动量初动量初动量p2p1方向方向本讲稿第六页，共三十八页 2动量定理动量定理 (1)冲量：冲量：定义：力和力的作用定义：力和力的作用 的乘积。的乘积。公式：公式：I 。单位：单位：，符号，符号 。矢量性：冲量是矢量，其方向与矢量性：冲量是矢量，其方向与 的方向相同。的方向相同。(2)动量定理：动量定理：内容：物体在一个过程始末的内容：物体在一个过程始末的 等于它在这个过等于它在这个过程中所受力的程中所受力的 。公式：公式
4、：mvmvFt或或 pI。时间时间Ft牛顿牛顿秒秒Ns力力动量变化量动量变化量冲量冲量p本讲稿第七页，共三十八页 (3)动量定理的应用：动量定理的应用：碰撞时可产生冲击力，根据动量定理，在动量变化量相同的情碰撞时可产生冲击力，根据动量定理，在动量变化量相同的情况下要增大这种冲击力就要设法况下要增大这种冲击力就要设法 冲击力的作用时间。要防止冲击力的作用时间。要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法 其作用时间。其作用时间。关键一点关键一点同一物体与不同接触面碰撞时，要分析它们的作用同一物体与不同接触面碰撞时，要分析它们的作用力大小，必须在物体的动量变化
5、量相同的条件下考虑作用时间。力大小，必须在物体的动量变化量相同的条件下考虑作用时间。减少减少延长延长本讲稿第八页，共三十八页1关于动量的概念，下列说法中正确的是关于动量的概念，下列说法中正确的是 ()A动量大的物体惯性一定大动量大的物体惯性一定大B动量大的物体运动得一定快动量大的物体运动得一定快C动量相同的物体运动方向一定相同动量相同的物体运动方向一定相同D动量相同的物体速度小的惯性大动量相同的物体速度小的惯性大解析：解析：根据根据pmv可知，选项可知，选项A、B错，错，D对；动量是矢量，对；动量是矢量，其方向就是速度的方向，故选项其方向就是速度的方向，故选项C正确。正确。答案：答案：CD本讲
6、稿第九页，共三十八页2放在水平面上质量为放在水平面上质量为m的物体，用一水平力的物体，用一水平力F推它，作推它，作 用时间用时间t但物体始终没有移动，则这段时间内但物体始终没有移动，则这段时间内F对物体的冲量对物体的冲量为为()A0BFtCmgt D无法判断无法判断解析：解析：对于冲量概念应与做功相区分，当有力作用在物体对于冲量概念应与做功相区分，当有力作用在物体上时，经过一段时间的累积，该力就对物体有冲量。不管上时，经过一段时间的累积，该力就对物体有冲量。不管物体是否运动，按照冲量的定义，物体受的冲量大小和方物体是否运动，按照冲量的定义，物体受的冲量大小和方向只与向只与F有关，大小等于有关，
7、大小等于Ft，方向与，方向与F相同，因此相同，因此B项正确。项正确。答案：答案：B本讲稿第十页，共三十八页3物体受到的冲量越大，则物体受到的冲量越大，则 ()A它的动量一定越大它的动量一定越大B它的动量变化一定越快它的动量变化一定越快C它的动量的变化量一定越大它的动量的变化量一定越大D它所受到的作用力一定越大它所受到的作用力一定越大解析：解析：由动量定理可知，冲量总是等于物体动量的变化由动量定理可知，冲量总是等于物体动量的变化量，与物体的动量无关。选量，与物体的动量无关。选C。答案：答案：C本讲稿第十一页，共三十八页4以初速度以初速度v040 m/s竖直向上抛出物体，质量为竖直向上抛出物体，质
8、量为4 kg，则，则 第第2秒末的动量为秒末的动量为_kgm/s，第，第5秒末动量为秒末动量为_kgm/s，从第，从第2秒末到第秒末到第5秒末动量的变化量为秒末动量的变化量为_kgm/s。(g取取10 m/s2，取初速度方向为正方向，取初速度方向为正方向)解析：解析：第第2秒末的速度秒末的速度v2v0gt220 m/s，则，则p280 kgm/s；第第5秒末的速度秒末的速度v5v0gt510 m/s，则，则p540 kgm/s,25秒内秒内pp5p2120 kgm/s答案：答案：8040120本讲稿第十二页，共三十八页答案：答案：1 100 N方向竖直向上方向竖直向上本讲稿第十三页，共三十八页
9、本讲稿第十四页，共三十八页 1动量是状态量动量是状态量 进行动量运算时，要明确是哪一个物体在哪一个状态进行动量运算时，要明确是哪一个物体在哪一个状态(时刻时刻)的的动量。公式动量。公式pmv中的速度中的速度v是瞬时速度。是瞬时速度。2动量是矢量动量是矢量 动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。如果在一条直线上动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。如果在一条直线上运动，可以选定一个正方向，其正负就容易确定了。运动，可以选定一个正方向，其正负就容易确定了。3动量具有相对性动量具有相对性 物体的动量与参考系的选择有关。选不同的参考系时，同物体的动量与参考系的选择有关。选不同的参考系时，同一个物体的动量可
10、能不同，通常在不指明的情况下，物体的动一个物体的动量可能不同，通常在不指明的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量。量是指物体相对地面的动量。本讲稿第十五页，共三十八页 4动量的变化量也是矢量动量的变化量也是矢量 pppmv为矢量表达式，其方向同为矢量表达式，其方向同v的方向。分析计算的方向。分析计算p以及判断以及判断p的方向时，如果物体在一条直线上运动，就能直接选定一的方向时，如果物体在一条直线上运动，就能直接选定一个正方向，矢量运算就可以转化为代数运算；当不在同一直线上运动时，个正方向，矢量运算就可以转化为代数运算；当不在同一直线上运动时，应依据平行四边形定则运算。应依据平行四边形定则运
11、算。5动量和动能的关系动量和动能的关系 (1)动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，动量是矢量，动动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，动量是矢量，动能是标量。物体的速度变化时，动量一定变化，但动能不一定变化；能是标量。物体的速度变化时，动量一定变化，但动能不一定变化；物体的动能变化时，速度一定变化，动量一定变化。物体的动能变化时，速度一定变化，动量一定变化。本讲稿第十六页，共三十八页 1(2012北京市朝阳区统考北京市朝阳区统考)物体在运动过程中加速度不物体在运动过程中加速度不 为为零，则下列说法正确的是零，则下列说法正确的是 ()A物体速度的大小一定随时间变化物体速度的大小一定随时间变
12、化 B物体速度的方向一定随时间变化物体速度的方向一定随时间变化 C物体动能一定随时间变化物体动能一定随时间变化 D物体动量一定随时间变化物体动量一定随时间变化 思路点拨思路点拨物体的加速度不为零时，速度的大小不一定变化，物体的加速度不为零时，速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动的物体。如匀速圆周运动的物体。本讲稿第十七页，共三十八页 解析解析加速度不为零，说明其速度在变化，速度的改变存在加速度不为零，说明其速度在变化，速度的改变存在三种情况：速度的方向不变，只是大小在变化三种情况：速度的方向不变，只是大小在变化(动能也变化动能也变化)；速度的；速度的大小不变，只是方向在变化大小不变，只是方向在
13、变化(动能不变动能不变)；速度的大小和方向同时；速度的大小和方向同时改变改变(动能变化动能变化)。显然，选项。显然，选项A、B、C均错误；动量是矢量，只均错误；动量是矢量，只要速度改变，物体的动量就一定改变，选项要速度改变，物体的动量就一定改变，选项D正确。正确。答案答案D本讲稿第十八页，共三十八页 物体存在加速度物体存在加速度物体速度物体速度(大小、方向大小、方向)一定变化一定变化动量一定变化动量一定变化动能不一定变化。动能不一定变化。本讲稿第十九页，共三十八页 1对冲量的理解对冲量的理解 (1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体
14、上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。与某一过程相对应。(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。与相应时间内物体动量变化量的方向相同。(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。对性。(4)冲量的单位：冲量与动量的单位关系是冲量的单位：冲量与动量的单位关系是1 Ns1 kgm/s。本讲稿第二十页
15、，共三十八页 2冲量的计算冲量的计算 (1)某个力的冲量：仅由该力的大小和作用时间共同决定，与某个力的冲量：仅由该力的大小和作用时间共同决定，与其他力是否存在及物体的运动状态无关，例如，一个物体受几个其他力是否存在及物体的运动状态无关，例如，一个物体受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态，其中每一个力的冲量均恒力作用处于静止或匀速直线运动状态，其中每一个力的冲量均不为零。不为零。(2)求合冲量：求合冲量：如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出。上，求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法
16、求出。两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，I合合F1t1F2t2F3t3；如果各力的作用时间相同，也可以先；如果各力的作用时间相同，也可以先求合力，再用求合力，再用I合合F合合t求解。求解。(3)变力的冲量可用动量定理求解。变力的冲量可用动量定理求解。本讲稿第二十一页，共三十八页 名师点睛名师点睛 (1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。应的时间的乘积。(2)冲量的计算公式冲量的计算公式IFt适用于计算某个恒力的冲量。若力适用于计算某个恒力的冲量。若
17、力为同一方向上均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算，若为同一方向上均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算，若力为一般的变力则不能直接计算冲量。力为一般的变力则不能直接计算冲量。本讲稿第二十二页，共三十八页 2如图如图1621所示，一质量所示，一质量m3 kg的物体静止在光滑水平面上，受到与水平方的物体静止在光滑水平面上，受到与水平方向成向成60角的力作用，角的力作用，F的大小为的大小为9 N，经，经2 s时间，求：时间，求：(取取g10 N/kg)(1)物体重力冲量大小；物体重力冲量大小；(2)物体受到的支持力冲量大小；物体受到的支持力冲量大小；(3)力力F的冲量大小；的冲量大小；(4)
18、合外力的冲量大小。合外力的冲量大小。图图1621本讲稿第二十三页，共三十八页答案答案(1)60 Ns(2)44.4 Ns(3)18 Ns(4)9 Ns本讲稿第二十四页，共三十八页 (1)冲量是描述力对其作用时间的累积效果，力越大，作用冲量是描述力对其作用时间的累积效果，力越大，作用时间越长，冲量就越大。时间越长，冲量就越大。(2)冲量是一个过程量，学习冲量必须明确研究对象和作用过程，冲量是一个过程量，学习冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体产生的冲量。即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体产生的冲量。(3)某个力的冲量的方向与合力的冲量方向不一定相同。某个
19、力的冲量的方向与合力的冲量方向不一定相同。本讲稿第二十五页，共三十八页本讲稿第二十六页，共三十八页 (3)动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化量的关系，反动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化量的关系，反映了力对时间的累积效应，与物体的初、末动量以及某一时刻的映了力对时间的累积效应，与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系，物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同，动量无必然联系，物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同，物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系。物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系。(4)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物
20、动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。不论是变力还是恒力，不论几个力作用时间是同时还体的高速运动。不论是变力还是恒力，不论几个力作用时间是同时还是不同时，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用。是不同时，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用。本讲稿第二十七页，共三十八页 2动量定理的应用动量定理的应用 (1)定性解释有关现象：定性解释有关现象：物体的动量变化量一定时，此时力的作用时间越短，力就越大；物体的动量变化量一定时，此时力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小。如：冲床冲压工件时，缩短力的作用力的作用时间越长，力就越小。如：
21、冲床冲压工件时，缩短力的作用时间，产生很大的作用力，而在轮渡码头上装有橡皮轮胎，搬运玻璃时间，产生很大的作用力，而在轮渡码头上装有橡皮轮胎，搬运玻璃等易碎物品时，包装箱内放些碎纸、刨花、塑料等，都是为了延长作等易碎物品时，包装箱内放些碎纸、刨花、塑料等，都是为了延长作用时间，减小作用力。用时间，减小作用力。本讲稿第二十八页，共三十八页 作用力一定时，此时力的作用时间越长，动量变化量越大；作用力一定时，此时力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小。如：用铁锤猛击放在某人力的作用时间越短，动量变化量越小。如：用铁锤猛击放在某人身上的石板时，石裂而不伤人，就是由于铁锤打击石
22、板的时间极身上的石板时，石裂而不伤人，就是由于铁锤打击石板的时间极短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，躺着的人才短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，躺着的人才不会受伤害。不会受伤害。本讲稿第二十九页，共三十八页 (2)定量计算的一般步骤：定量计算的一般步骤：确定研究对象，明确运动过程。确定研究对象，明确运动过程。进行受力分析，分析确定每个力的冲量，并求出合力的冲进行受力分析，分析确定每个力的冲量，并求出合力的冲量。量。选定正方向，确定初、末状态的动量及物体动量的变化量。选定正方向，确定初、末状态的动量及物体动量的变化量。根据动量定理列方程求解。根据动量定理列方程求解。本讲稿
23、第三十页，共三十八页 名师点睛名师点睛 (1)应用动量定理解题时，一定要对物体进行受力分析，明应用动量定理解题时，一定要对物体进行受力分析，明确各个力和合力是正确应用动量定理的前提。确各个力和合力是正确应用动量定理的前提。(2)列方程时一定要先选定正方向，严格使用矢量式。列方程时一定要先选定正方向，严格使用矢量式。(3)变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。本讲稿第三十一页，共三十八页 3篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，为了检测篮球篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，为了检测篮球的性能，某同学多次让一篮球从的性能，某同学多次让一篮球从h11.8 m
24、处自由下落，测出篮球从处自由下落，测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为t1.3 s，该篮球第一次，该篮球第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为反弹从离开地面至最高点所用时间为0.5 s，篮球的质量为，篮球的质量为m0.6 kg，g取取10 m/s2。求篮球对地面的平均作用力。求篮球对地面的平均作用力(不计空气阻力不计空气阻力)。审题指导审题指导篮球的运动分为三个阶段：下落、与地面作用、篮球的运动分为三个阶段：下落、与地面作用、上升，这三个阶段中篮球的受力情况、运动情况是不尽相同的。上升，这三个阶段中篮球的受力情况、运动情况是不尽相同的。本讲稿第
25、三十二页，共三十八页本讲稿第三十三页，共三十八页答案答案39 N方向竖直向下方向竖直向下本讲稿第三十四页，共三十八页 (1)在应用动量定理解题时，一定要对物体认真进行受力在应用动量定理解题时，一定要对物体认真进行受力分析，不可有力的遗漏；建立方程时要事先选定正方向；对分析，不可有力的遗漏；建立方程时要事先选定正方向；对于变力的冲量，往往通过动量定理来计算；只有当相互作用于变力的冲量，往往通过动量定理来计算；只有当相互作用时间时间t极短时，且相互作用力远大于重力时，才可舍去重力。极短时，且相互作用力远大于重力时，才可舍去重力。(2)若物体运动包括几个不同的过程，可对其中的一个阶段应用动若物体运动包括几个不同的过程，可对其中的一个阶段应用动量定理列方程，也可以对整个过程应用动量定理列方程，但表达式量定理列方程，也可以对整个过程应用动量定理列方程，但表达式Ip中的中的I与与p分别与该过程的总冲量与动量变化量相对应。分别与该过程的总冲量与动量变化量相对应。本讲稿第三十五页，共三十八页本讲稿第三十六页，共三十八页点击下图进入点击下图进入 随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结本讲稿第三十七页，共三十八页点击下图进入点击下图进入 课下作业课下作业 综合提升综合提升本讲稿第三十八页，共三十八页