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1、动量量 守守 恒恒 定定 律律第 十 六 章 2 2 动量动量(dngling)(dngling)和动量和动量(dngling)(dngling)定理定理第一页，共28页。1.理解理解动动量的概念，知道量的概念，知道动动量和量和动动量量变变化均化均为为矢量；会矢量；会计计算一算一维维情情况下的况下的动动量量变变化。化。2.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与理解冲量的概念，知道冲量是矢量，掌握冲量与动动量量变变化的关系。化的关系。3.理解理解动动量定理的确切量定理的确切(quqi)含含义义，掌握其表达式。，掌握其表达式。4.能运用能运用动动量定理解量定理解释释有关有关现现象和解决象和解决
2、实际问题实际问题。学习目标第二页，共28页。鸡鸡蛋蛋在在同同学学们们生生活活中中是是常常见见的的，印印象象中中又又是是很很容容易易破破碎碎的的。本本节节课课首首先先通通过过一一个个“瓦瓦碎碎蛋蛋全全”的的实实验验导导入入新新课课。这这是是同同学学们们魔魔术术或或者者杂杂技技中中常常见见的的很很感感难难以以置置信信的的游游戏戏，很很能能引引起起学学生生的的好好奇奇心心，激激发发出出学学生生探探究究的的热热情情。在在讲讲解解动动量量定定理理时时，再再次次通通过过跳跳远远、跳跳高高、铁铁锤锤钉钉钉钉子子等等生生活活中中常常见见的的现现象象提提出出问问题题，导导入入新新课课，使使学学生生体体会会到到物
3、物理理在在生生活活中中是是无无处处不不在在的的，一一些些司司空空见见惯惯的的现现象象通通过过物物理理有有了明确的认识，从而激发学生学习物理的兴趣。了明确的认识，从而激发学生学习物理的兴趣。矢矢量量，同同学学们们都都比比较较熟熟悉悉了了，但但矢矢量量的的变变化化量量的的计计算算掌掌握握的的还还不不太太好好。新新课课讲讲授授围围绕绕本本节节的的重重点点：动动量量、动动量量的的变变化化量量、冲冲量量等等概概念念的的理理解解、方方向向(fngxing)及及大大小小的的计计算算，对对动动量量定定理理的的理理解解和和应应用用展展开开。例例题题设设计计主主要要是是针针对对：1.动动量量、动动量量变变化化量量
4、、冲冲量量、动动量量定定理理等等概概念念的的理理解解;2.动动量量的的变变化化量量、冲冲量量大大小小的的计计算算和和方方向向(fngxing)的的判判断断;3.运运用用动动量量定定理理解解题题的的思思路路和和规规范范的的解解题题步步骤骤；4.运运用用动动量量定定理理求求解解变变力力问问题题和和多多过过程程问问题题；5.运运用用动动量量定定理理解解释释常见现象等。常见现象等。设计思路第三页，共28页。新课导入第四页，共28页。在在上上节节课课探探究究的的问问题题，对对于于发发生生碰碰撞撞的的两两个个物物体体，在在碰碰撞撞前前后后(qinhu)物体的什么量可能保持不物体的什么量可能保持不变变?两两
5、物物体体的的质质量量和和速速度度的的乘乘积积 m 在在碰碰撞撞前前后后可可能能保保持持不不变变，这这让让人人们们认认识识到到 m 这这个个物物理理量量具具有有特特别别的的意意义义。物物理理学学中中把把它它定定义义为动为动量量(dngling)，用字母，用字母 p表示，表示，p=m。第五页，共28页。笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动(yndng)(yndng)物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。了动量的方向性。牛顿：把笛卡儿的定义做了修改牛顿：把笛卡儿的定义做了修改(xigi)(xigi)，明
6、确的，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量，更清楚的用物体的质量和速度的乘积叫做动量，更清楚的表示动量的守恒性和方向性。表示动量的守恒性和方向性。惠更斯：明确提出动量的守恒性和惠更斯：明确提出动量的守恒性和方向性。方向性。第六页，共28页。在物理学中，把物体的质量在物理学中，把物体的质量 m m 和速度和速度(sd)(sd)的乘积的乘积叫做物体的动量叫做物体的动量 p p，用公式表示为，用公式表示为 在国际单位制中，动量在国际单位制中，动量(dngling)的单位是千克米的单位是千克米每秒，符号是每秒，符号是 kgm/s是状态量，与某一时刻是状态量，与某一时刻(shk)相对相对应应1.定义：
7、定义：p=m2.单位：单位：3.对动量的理解对动量的理解(2)瞬时性瞬时性:(1)矢量性矢量性:方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同(3)相对性相对性:物体的动量与参考系的选择有关，物体的动量与参考系的选择有关，中学阶段常以中学阶段常以地球为参考系地球为参考系新课讲授第七页，共28页。ppp动动量的量的变变化等于末状化等于末状态态(zhungti)动动量减初状量减初状态态(zhungti)的的动动量，其方向与量，其方向与的方向相同：（在同一直的方向相同：（在同一直线线上的上的问题问题采用采用代数运算）代数运算）5.动动量量(dngling)的的变
8、变化（化（p）(1)定定义义：物体的末：物体的末动动量与初量与初动动量的矢量差叫做量的矢量差叫做(jiozu)物体物体动动量的量的(2)变变化化(2)表达式：表达式：p=m动动量的量的变变化也叫化也叫动动量的增量或量的增量或动动量的改量的改变变量。量。不在同一条直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则第八页，共28页。试讨论以下几种试讨论以下几种(j zhn)(j zhn)运动的动量变运动的动量变化情况化情况物体物体(wt)(wt)做匀速直线做匀速直线运动运动物体物体(wt)(wt)做自由落做自由落体运动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
9、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？思思 考考 与与讨 论第九页，共28页。1.动动量和量和动动能都是描述能都是描述(mio sh)物体运物体运动过动过程中的某程中的某一状一状态态。2.动动量量(dngling)是矢量，是矢量，动动能是能是标标量。量。动动量量发发生生变变化化时时，动动能不一定能不一定发发生生变变化，化，动动能能发发生生变变化化时时，动动量一定量一定发发生生变变化。化。3.动动量与量与动动能的定量
10、关系能的定量关系动动量量发发生生变变化化速度大小改速度大小改变变方向不方向不变变速度大小不速度大小不变变方向改方向改变变速度大小和方向都改速度大小和方向都改变变动动能改能改变变动动能改能改变变动动能不能不变变拓拓展展第十页，共28页。例例1 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(shupng)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(shupng)向向左左运运动动，如如图图所所示示。碰碰撞撞前前后后钢钢球球的的动动量量各各是是多多少少？碰碰撞撞前前后后钢钢球球
11、的的动动量量变变化化了了多多少少？典典 例例 探探 究究第十一页，共28页。在日常生活中，有不少这样的事例：在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；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；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮轮船船边边缘缘及及轮轮渡渡的的码码头头(m(m tou)tou)上上都都装装有有橡橡皮皮轮轮胎胎 而在某些情况下，我们又不希望缓冲而在某些情况下，我们又不希望缓冲(hunchng)(hunchng)，比如用铁，比如用铁锤钉钉子，这是为什么呢？锤钉钉子，这是为什么呢？这样做的目的是为了这样做
12、的目的是为了(wi le)(wi le)缓冲缓冲？思思 考考 与与 交交 流流第十二页，共28页。分分分分 析析析析由牛顿由牛顿(ni dn)第二定律有：第二定律有：F=ma加速度：加速度：整理整理(zhngl)得：得：Ft=m m0即：即：F 作用了时间作用了时间 tFF0第十三页，共28页。1.定定义义：在物理学中，把力与力的作用：在物理学中，把力与力的作用时间时间(shjin)的乘的乘积积叫叫做力的冲量。做力的冲量。2.公式公式(gngsh)：I=Ft 单单位，在国位，在国际单际单位制中位制中时时牛牛秒（秒（Ns）(1)冲量冲量(chngling)是矢量，作用力的方向不是矢量，作用力的方
13、向不变时变时其方向与力的方向其方向与力的方向相同。相同。(2)冲量是冲量是过过程量程量，是力，是力对时间对时间的的积积累效累效应应。(3)冲量和功不同冲量和功不同，恒力在一段，恒力在一段时间时间内可能不做功，但一定有内可能不做功，但一定有 冲量。冲量。(4)冲量的冲量的计计算要明确求哪个力的冲量算要明确求哪个力的冲量，还还是物体的合外力的是物体的合外力的 冲量。冲量。I=Ft 只能求恒力的冲量。只能求恒力的冲量。第十四页，共28页。例例2 把一个把一个(y)质量质量 m=2 kg的小球沿水平方向抛出，不计空的小球沿水平方向抛出，不计空气阻力，经气阻力，经 t=5 s，求小球受到的重力的冲量，求
14、小球受到的重力的冲量I。(取取g=10m/s2)例例3 如如图图所所示示，物物体体静静止止在在水水平平地地面面上上，先先用用水水平平恒恒力力 F1拉拉物物体体，然然后后用用水水平平恒恒力力F2 拉拉物物体体，这这两两个个力力作作用用的的时时间间分分别别为为 t1和和t2，求物体受，求物体受 F1、F2 作用的合冲量。作用的合冲量。F1F2I=mgt=100 Ns，方向竖直，方向竖直(sh zh)向下向下I合合=F1t1+F2t2典典 例例 探探 究究第十五页，共28页。物体在一个过程物体在一个过程(guchng)(guchng)始末的动量变化等于始末的动量变化等于它在这个过程它在这个过程(gu
15、chng)(guchng)中所受力的冲量。中所受力的冲量。p=Ft第十六页，共28页。对动量定理对动量定理(dn lin dn l)(dn lin dn l)的理解的理解动动量量的的变变化化率率：动动量量的的变变化化跟跟发发生生这这一一变变化化所所用用的的时时间间的的 比比值值。由由动动量量定定理理，得得 ，可可见见，动动量量的的变变化化率率等等于于物物体体所所受受的的合合力力。当当动动量量变变化化较较快快时时，物物体体所所受受合合力力较较大大，反反之之较较小；当小；当动动量均匀量均匀变变化化时时，物体所受合力，物体所受合力为为恒力。恒力。第十七页，共28页。在在实实际际中中我我们们常常遇遇到
16、到变变力力作作用用的的情情况况，比比如如(br)(br)用用铁铁锤锤钉钉钉钉子子，球球拍拍击击乒乒乓乓球球等等，钉钉子子和和乒乒乓乓球球所所受受的的作作用用力力都都不不是是恒恒力力，这这时时变变力力的的作作用用效效果果可可以以等等效效为为某某一一个个恒恒力力的的作作用用，则则该该恒恒力力就就叫变力的平均值。叫变力的平均值。3.动动量定理的适用范量定理的适用范围围:动动量定理不但量定理不但(bdn)适用于恒力，也适适用于恒力，也适用于随用于随时间变时间变化的化的变变力。力。对对于于变变力，力，动动量定理中的量定理中的 F 应应理解理解为变为变力力在作用在作用时间时间内的平均内的平均值值。动量定理
17、的优点：不考虑中间过程(guchng)，只考虑初末状态。第十八页，共28页。鸡蛋从高处鸡蛋从高处(o ch)(o ch)下落是否下落是否会被打破？会被打破？鸡鸡蛋蛋从从某某一一高高度度下下落落，分分别别与与石石头头和和海海绵绵垫垫接接触触前前的的速速度度是是相相同同的的，也也即即初初动动量量相相同同，碰碰撞撞后后速速度度均均变变为为零零，即即末末动动量量均均为为零零，因因而而在在相相互互作作用用过过程程中中鸡鸡蛋蛋的的动动量量变变化化量量相相同同。而而两两种种情情况况(qngkung)下下的的相相互互作作用用时时间间不不同同，与与石石头头碰碰时时作作用用时时间间短短，与与海海绵绵垫垫相相碰碰时
18、时作作用用时时间间较较长长，由由 Ft=p 知知，鸡鸡蛋蛋与与石石头头相相碰碰时时作作用用大大，会会被被打打破破，与与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。海海绵石石头？想想 一一 想想第十九页，共28页。例例 4 一一个个质质量量(zhling)m=0.18 kg 的的垒垒球球，以以0=25 m/s 的的水水平平速速度度飞飞向向球球棒棒，被被球球棒棒打打击击后后，反反向向水水平平飞飞回回，速速度度的的大大小小变变为为 =45 m/s。设设球球棒棒与与垒垒球球的的作作用用时时间间 t=0.01 s，求求球球棒棒对对垒垒球球的的平平均均作作用用力。力。典
19、典 例例 探探 究究第二十页，共28页。运用动量定理解题(ji t)的一般步骤1.确定研究确定研究对对象：一般象：一般(ybn)为单为单个物体；个物体；2.明确明确(mngqu)物理物理过过程：受力分析，求出合外力程：受力分析，求出合外力的冲量；的冲量；3.明确研究明确研究对对象的初末状象的初末状态态及相及相应应的的动动量；量；4.选选定正方向，确定在物理定正方向，确定在物理过过程中研究程中研究对对象的象的动动量的量的变变化；化；5.根据根据动动量定理列方程，量定理列方程，统统一一单单位后代入数据求解。位后代入数据求解。第二十一页，共28页。为为 什什 么么 我我 们们 通通 常常 用用 铁铁
20、 锤锤 钉钉 钉钉 子子，而而 跳跳 远远(tioyun)(tioyun)时却要跳入沙坑中？时却要跳入沙坑中？对于钉钉子：缩短作用时间，增大作用力。对于钉钉子：缩短作用时间，增大作用力。对于跳沙坑对于跳沙坑(sh kn)：延长作用时间，减：延长作用时间，减小作用力。小作用力。？想想 一一 想想第二十二页，共28页。瓷器包装水果套袋高空蹦极第二十三页，共28页。一、一、动动量量1.质质量和速度的乘量和速度的乘积积叫做物体的叫做物体的动动量量2.公式：公式：p=m3.动动量是矢量，方向与速度方向一致量是矢量，方向与速度方向一致二、冲量二、冲量1.定定义义：力与力的作用：力与力的作用时间时间的乘的乘
21、积积叫做力的冲量。叫做力的冲量。2.公式：公式：I=Ft3.冲量是矢量，方向与作用力方向一致冲量是矢量，方向与作用力方向一致三、三、动动量定理量定理1.定定义义：物体在一个：物体在一个过过程始末程始末(shm)的的动动量量变变化量等于它在化量等于它在这这个个过过程中所受力的冲量。程中所受力的冲量。2.表达式：表达式：Ft=p p课堂总结第二十四页，共28页。1.关于关于动动量的量的变变化，下列化，下列说说法正确的是（法正确的是（）A.在直在直线线运运动动(yndng)中，物体的速度增大中，物体的速度增大时时，动动量的量的增量增量 p 的方向和运的方向和运动动(yndng)方向相同方向相同 B.
22、在直在直线线运运动动(yndng)中，物体的速度减小中，物体的速度减小时时，动动量的量的增量增量 p 的方向和运的方向和运动动(yndng)方向相反方向相反 C.物体的速度大小不物体的速度大小不变时变时，动动量的增量量的增量 p 为为零零 D.物体做曲物体做曲线线运运动动(yndng)时时，动动量的增量量的增量 p 一定不一定不为为零零ABD课堂测试A+第二十五页，共28页。2.关于冲量，下列关于冲量，下列说说法正确的是（法正确的是（）A.冲量是物体冲量是物体动动量量变变化的原因化的原因 B.作用在静止作用在静止(jngzh)的物体上的力的冲量一定的物体上的力的冲量一定为为零零 C.动动量越大
23、的物体受到的冲量越大量越大的物体受到的冲量越大 D.冲量的方向就是物体受力的方向冲量的方向就是物体受力的方向A第二十六页，共28页。3.把把重重物物压压在在纸纸带带上上，用用一一水水平平力力缓缓缓缓拉拉动动纸纸带带，重重物物跟跟着着物物体体一一起起运运动动，若若迅迅速速拉拉动动纸纸带带，纸纸带带将将会会从从重重物物下抽出，解下抽出，解释这释这一一现现象的正确象的正确说说法是法是()A.在在缓缓慢拉慢拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给物体的摩擦力大物体的摩擦力大B.在迅速拉在迅速拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给物体的摩擦力小物体的摩擦力小C.在在缓缓慢拉慢拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给重物的冲量大重物的冲量大D.在迅速拉在迅速拉动纸带时动纸带时，纸带给纸带给重物的冲量小重物的冲量小CD第二十七页，共28页。答案答案(d n)：3 N4.一一质质量量(zhling)m=100 g 的小球从的小球从 h=0.8 m 高高处处自由下自由下落到一个落到一个软垫软垫上，若从小球接触上，若从小球接触软垫软垫到小球陷至最低点到小球陷至最低点经经历历了了t=0.2 s，不，不计计空气阻力。求空气阻力。求这这段段时间时间内内软垫对软垫对小球小球的作用力大小。（取的作用力大小。（取 g=10 m/s2）第二十八页，共28页。