學滬科版選修35 1.1探究動量變化與沖量的關(guān)系 課件（5）（23張）.ppt

第1章碰撞與動量守恒 1 1探究動量變化與沖量的關(guān)系 1 理解沖量和動量的定義 公式 單位及矢量性 2 理解動量定理及其表達式 3 能夠利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象 解決有關(guān)實際問題 學習目標定位 學習探究區(qū) 一 動量和沖量 二 動量定理 三 動量定理的應(yīng)用 一 動量和沖量 問題設(shè)計 一輛玩具小汽車向你駛來 碰了你一下 玩具小汽車可能被碰翻或者改變運動方向 假如一輛大汽車以同樣的速度向你駛來 被碰翻的肯定不是大汽車 這說明運動物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關(guān) 而且與質(zhì)量有關(guān) 請閱讀課本 動量和沖量 回答 1 什么是動量 動量的方向如何確定 2 什么是沖量 沖量的方向如何確定 答案見要點提煉 要點提煉 1 動量 1 定義式 p mv 2 動量的矢量性 動量是量 它的方向跟物體的的方向相同 遵循矢量運算法則 3 動量是狀態(tài)量 進行運算時必須明確是哪個物體在哪一狀態(tài) 時刻 的動量 4 動量具有相對性 由于速度與參考系的選擇有關(guān) 一般以為參考系 矢 速度v 地球 2 沖量 1 沖量的定義式 i 2 沖量是 填 過程 或 狀態(tài) 量 反映的是力在一段時間內(nèi)的積累效果 3 沖量是矢量 沖量的方向跟的方向相同 ft 過程 合力f 動量和動能都是描述物體運動狀態(tài)的物理量 它們有什么區(qū)別 它們之間數(shù)值的關(guān)系是怎樣的 延伸思考 答案動量p mv是矢量 動能ek mv2是標量 所以物體速度v變化 無論大小還是方向 動量p一定變化 但物體速度v變化 動能ek不一定變化 數(shù)值關(guān)系 例1對于質(zhì)量不變的物體 下列說法中正確的是 a 物體的動量改變 一定是速度大小改變b 物體的動量改變 一定是速度方向改變c 物體的運動速度改變 其動量一定改變d 物體的運動狀態(tài)改變 其動量一定改變 解析動量是矢量 它的大小和方向兩個因素中 只要有一個因素發(fā)生變化 動量就會變化 故正確選項為c d cd 例2質(zhì)量為0 6kg的球以8m s的速度與豎直墻壁碰撞 碰后的速度反向 向西 大小也為8m s 求球與墻壁碰撞前后的動量變化量和動能變化量 解析選與墻壁碰前的方向 向東 為正方向v1 8m sv2 8m s p mv2 mv1 0 6 8 8 kg m s 9 6kg m s即動量變化量大小為9 6kg m s 方向向西 與初動量方向相反 動能變化量為 ek 答案見解析 二 動量定理 設(shè)一個質(zhì)量為m的物體 某一時刻速度為v0 在合外力f作用下 經(jīng)過一段時間t 速度變?yōu)関t 試用牛頓第二定律和運動學公式推導(dǎo)物體的動量改變量 p與合外力f及作用時間t的關(guān)系 問題設(shè)計 答案根據(jù)牛頓第二定律 f ma 物體的加速度a 由 得 f 整理得 ft mvt mv0 p p或i p 要點提煉 1 動量定理的數(shù)學表達式 或 其中f為物體所受 2 應(yīng)用動量定理的分析思路 1 明確研究對象和研究過程 2 分析研究對象的受力情況 確定過程的初末狀態(tài) 3 選定正方向 根據(jù)動量定理列方程 4 解方程或作定性討論 ft mvt mv0 i p 合力 例3質(zhì)量為0 5kg的彈性小球 從1 25m高處自由下落 與地板碰撞后回跳高度為0 8m 設(shè)碰撞時間為0 1s g取10m s2 求小球?qū)Φ匕宓钠骄鶝_力 解析選小球為研究對象 碰撞前的速度 v0 5m s方向向下 碰撞后的速度 vt 4m s方向向上 取豎直向上為正方向 碰撞過程由動量定理得 n mg t mvt mv0 得 n mg 0 5 10n 50n方向豎直向下 答案50n 方向豎直向下 三 動量定理的應(yīng)用 運輸易碎物品時包裝箱內(nèi)為什么放置碎紙 泡沫塑料等柔軟填充物 釘釘子時用鐵錘好還是用橡皮錘好 鋪地板磚時呢 問題設(shè)計 答案物體的動量變化一定時 力的作用時間越短 力就越大 反之就越小 運輸易碎物品包裝箱內(nèi)填充碎紙 泡沫塑料等柔軟填充物是為了延長作用時間以減小物品受到的作用力 釘釘子時用鐵錘好 因為它與釘子相碰的時間很短 可以對釘子產(chǎn)生較大的作用力 而鋪地板磚時 用橡皮錘較好 可以延長作用時間 以減小作用力 要點提煉 用動量定理解釋的現(xiàn)象一般可分為以下兩種 情況1 當 p一定時 f 物體所受的力的作用時間越短 力就越 情況2 當f一定時 f t p 力的作用時間越短 力的沖量越 物體的動量變化就越 大 小 小 例4人從高處跳到低處時 為了安全 一般都是讓腳尖先著地 這樣做是為了 a 減小沖量b 減小動量的變化量c 延長與地面的沖擊時間 從而減小沖力d 增大人對地面的壓強 起到安全作用 針對訓(xùn)練如圖1所示 把重物g壓在紙帶上 用一水平力緩慢拉動紙帶 重物跟著一起運動 若迅速拉動紙帶 紙帶將會從重物下抽出 解釋這些現(xiàn)象的正確說法是 a 在緩慢拉動紙帶時 重物和紙帶間摩擦力小b 在迅速拉動紙帶時 紙帶給重物的摩擦力大c 在緩慢拉動紙帶時 紙帶給重物的沖量大d 在迅速拉動紙帶時 紙帶給重物的沖量小 圖1 課堂要點小結(jié) 返回 自我檢測區(qū) 1 2 3 4 1 關(guān)于物體的動量 下列說法中正確的是 a 運動物體在任一時刻的動量方向 一定是該時刻的速度方向b 物體的加速度不變 其動量一定不變c 動量越大的物體 其速度一定越大d 物體的動量越大 其慣性也越大 1 2 3 4 2 從同樣高度落下的玻璃杯 掉在水泥地上容易打碎 而掉在草地上不容易打碎 其原因是 a 掉在水泥地上的玻璃杯動量大 而掉在草地上的玻璃杯動量小b 掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大 而掉在草地上的玻璃杯動量改變小c 掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快 而掉在草地上的玻璃杯動量改變慢d 掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時 相互作用力大 而掉在草地上的玻璃杯受地面的沖擊力小 1 2 3 4 3 質(zhì)量為m的鋼球自高處落下 以速率v1碰地 豎直向上彈回 碰撞時間為 t 離地的速率為v2 在碰撞過程中 地面對鋼球的沖量方向和大小為 a 向下 m v1 v2 mg tb 向下 m v1 v2 mg tc 向上 m v1 v2 mg td 向上 m v1 v2 mg t 1 2 3 4 4 一輛轎車強行超車時 與另一輛迎面駛來的轎車相撞 兩車相撞后連為一體 兩車車身因相互擠壓 皆縮短了0 5m 據(jù)測算兩車相撞前的速度約為30m s 則 1 2 3 4 1 試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖