動量沖量動量定理教學課件人教課標版

1、動量 沖量 動量定理第1頁，共18頁。一、動量（p）1.定義：p=mv有大小和方向，是矢量.單位：kgms-1.2.物理意義：描述物體機械運動狀態(tài)的物理量.3.動量變化：運算應用平行四邊形定則.如果運動變化 在同一直線，那么選定一個正方向，動量變化運算便簡化為代數(shù)運算：p=p2-p1=mv2-mv1.第2頁，共18頁。二、沖量（I） 1.定義：I=Ft有大小和方向，是矢量.單位：Ns. 2.物理意義：描述力在某段時間內(nèi)積累效應的物理量，是過程量. 3.沖量的計算：恒力的沖量可用I=Ft計算.變力指大小和方向改變的力、沖量不能用Ft計算.一般是根據(jù)動量定理，用動量改變量P來計算. 4.沖量是指某

2、個力而言，計算某一個力沖量與其他力無關.而求對一個物體的沖量一般指的是合外力沖量.第3頁，共18頁。三、動量定理 1.定理內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它動量的變化的表達式：Ft=mv-mv. 2.動量定理是根據(jù)牛頓第二定律F=ma、運動學公式v=v0+at和力F是恒定的情況下推導出來的.因此能用牛頓第二定律和運動學公式能解的恒力問題，凡不涉及加速度和位移的，用動量定理求解較為方便.同時要注意的是，動量定理也適用于隨時間變化的變力問題.第4頁，共18頁。 3.牛頓第二定律的動量表達式為F=(p-p)/t，要用其解釋一些生活中現(xiàn)象.(如玻璃杯落在水泥地摔碎而落在地毯上無事) 4.應用動量定理解題

3、的步驟： （1）選取研究對象； （2）確定所研究的物理過程及初、末狀態(tài)； （3）分析研究過程中物體的受力情況； （4）根據(jù)動量定理形式，規(guī)定正方向； （5）解方程、統(tǒng)一單位、求解.第5頁，共18頁?！纠?】如圖5-1-1所示，質量為2kg的物體沿傾角為30高為h=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過程中，求：（1）重力的沖量；（2）支持力的沖量；（3）合外力的沖量.(g=10m/s2)第6頁，共18頁?！窘馕觥壳竽硞€力的沖量時，只有恒力才能用公式I=Ft，而對于變力一般用動量定理求解，此題物體下滑過程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時間便可用I=Ft求解. 由牛頓第二定律F=ma得 下滑

4、的加速度a=gsin=5m/s2.由s=(1/2)at2得下滑時間，所以重力的沖量IG=mgt=2102=40Ns.支持力的沖量IF=Ft=mgcos30t=20 Ns，合外力的沖量IF合=F合t=mgsin30t=20Ns.第7頁，共18頁。【點評】某個力的沖量與合外力的沖量要注意區(qū)分.如5-1-2圖，物重10N，放在桌面上靜止不動，經(jīng)歷時間10秒鐘，重力的沖量不是0而是IG=Gt=1010=100Ns.第8頁，共18頁?！纠?】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙帶，重物跟著一起運動；若迅速拉動紙帶，紙帶將會從重物下面抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說法( )A.在緩緩拉動紙帶時

5、，重物和紙帶間的摩擦力大B.在迅速拉動時，紙帶給重物的摩擦力小C.在緩緩拉動時，紙帶給重物的沖量可能大D.在迅速拉動時，紙帶給重物的沖量可能小CD第9頁，共18頁?！窘馕觥吭诰従徖瓌訒r，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉動時，它們之間的作用力是滑動摩擦力.由于滑動摩擦力f=N(是動摩擦因數(shù))，而最大靜摩擦力fm=mN(m是靜摩擦系數(shù))且= m.一般情況下可以認為f=fm即滑動摩擦力f近似等于最大靜摩擦力fm.因此，一般情況是：緩拉，摩擦力??；快拉，摩擦力大，故判斷A、B都錯. 緩拉紙帶時，摩擦力雖小些，但作用時間可以很長，故重物獲得的沖量，即動量的改變量可以很大，所以能把重物帶動；快拉時，

6、摩擦力雖大些，但作用時間很短，故沖量小，所以重物動量的改變量小.因此答案C、D正確.第10頁，共18頁?！纠?】某消防隊員從一平臺上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m.在著地過程中，對他雙腳的平均作用力估計為( ) A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍 C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍B第11頁，共18頁。【解析】本題問題情景清晰，是一道應用動量定量解釋物理現(xiàn)象的好題.為了使得從高處跳下時減少地面對雙腿的沖擊力，應減少h跳下前的高度；增大h雙腳彎曲時重心下移的距離.即不宜筆直跳下，應先蹲下后再跳，著地時應盡可能向下彎曲身體

7、，增大重心下降的距離.實際操作中，還有很多方法可以緩沖地面的作用力.如先使前腳掌觸地等.也可同樣運用動量定理解釋.對本題分析如下：下落2m雙腳剛著地時的速度為v= .觸地后，速度從v減為0的時間可以認為等于雙腿彎曲又使重心下移 h=0.5m所需時間.在估算過程中，可把地面對他雙腳的力簡化為一個恒力，故重心下降過程可視為勻減速過程.從而有:第12頁，共18頁。t= h/v平均=h/(v/2)=2h/v.在觸地過程中，有（N-mg）t=mv，即N=mg+mv/t=mg+mv/(2h/v) =mg+mv2/2h, =mg+mgh/h=5mg. 因此答案B正確.【點評】題中的（N-mg）t=mv,許多

8、同學在獨立做題時容易做成Nt=mv而得出N=4mg的錯誤結論.第13頁，共18頁?！纠?】據(jù)報載：1962年，一架“子爵號”客機，在美國伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機墜毀，十七人喪生，1980年，一架英國“鴿式”戰(zhàn)斗機在威夫士地區(qū)上空與一只禿鷹相撞，飛機墜毀，飛行員彈射逃生.小小的飛禽何以能撞毀飛機這樣的龐然大物？下面我們通過簡要計算來說明這一問題.第14頁，共18頁?！窘馕觥吭O鳥的質量m=1.0kg，鳥的身長L=15cm（除去毛），鳥與飛機相撞面積S=0.01m2，相撞前鳥的速度約為0（因遠小于飛機速度），相撞后其速度與飛機相同.飛機飛行速度v=600m/s（現(xiàn)代超音速飛機的飛行速度是聲

9、速的二到三倍），因飛機質量M m,故相撞過程中飛機速度不變，因此，撞擊時間t=L/v=0.15/600s=2.510-4s.第15頁，共18頁。 取鳥為研究對象，因撞擊時間極短，因此可認為撞擊時間內(nèi)，鳥受到飛機對它的撞擊力為F.根據(jù)動量定理可得： Ft=mv1-mv0 F=(mv1-mv0)/t=1.0600/2.510-4N=2.4106N. 這里所求出的撞擊力F，實際上只是撞擊時間內(nèi)的平均值，可近似認為撞擊力的峰值Fm=2F=4.8106N.第16頁，共18頁。 根據(jù)牛頓第三定律可知，鳥與飛機相撞時，飛機所受的最大撞擊力亦為4.8106N，這樣巨大的撞擊力對撞擊表面產(chǎn)生的壓強P=F/S=4

10、.8106/0.01=4.8108Pa，這樣巨大的壓強造成機毀鳥亡的結果是不稀奇的.第17頁，共18頁。1、聰明的人有長的耳朵和短的舌頭。 弗萊格 2、重復是學習之母。 狄慈根 3、當你還不能對自己說今天學到了什么東西時，你就不要去睡覺。 利希頓堡 4、人天天都學到一點東西，而往往所學到的是發(fā)現(xiàn)昨日學到的是錯的。 B.V 5、學到很多東西的訣竅，就是一下子不要學很多。 洛 克 6、學問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。 阿卜日法拉茲 7、學習是勞動，是充滿思想的勞動。 烏申斯基 8、聰明出于勤奮，天才在于積累 華羅庚 9、好學而不勤問非真好學者。 10、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

11、 11、人的大腦和肢體一樣，多用則靈，不用則廢 茅以升 12、你想成為幸福的人嗎？但愿你首先學會吃得起苦 屠格涅夫 13、成功艱苦勞動正確方法少說空話 愛因斯坦 14、不經(jīng)歷風雨，怎能見彩虹 真心英雄 15、只有登上山頂，才能看到那邊的風光。 16只會幻想而不行動的人，永遠也體會不到收獲果實時的喜悅。 17、勤奮是你生命的密碼，能譯出你一部壯麗的史詩。 1 8成功，往往住在失敗的隔壁！1 9 生命不是要超越別人，而是要超越自己2 0命運是那些懦弱和認命的人發(fā)明的！1人生最大的喜悅是每個人都說你做不到，你卻完成它了！2世界上大部分的事情，都是覺得不太舒服的人做出來的3昨天是失效的支票，明天是未兌現(xiàn)的支票，今天才是現(xiàn)金4一直割舍不下一件事，永遠成不了!5掃地，要連心地一起掃！6不為模糊不清的未來擔憂，只為清清楚楚的現(xiàn)在努力7當你停止嘗試時，就是失敗的時候8心靈激情不在，就可能被打敗9凡事不要說我不會或不可能，因為你根本還沒有去做！0成功不是靠夢想和希望，而是靠努力和實踐1只有在天空最暗的時候，才可以看到天上的星星2上帝說：你要什么便取什么，但是要付出相當?shù)拇鷥r3現(xiàn)在站