高中物理動(dòng)量和動(dòng)量定理

1、高中物理課件動(dòng)量和動(dòng)量定理第1頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四第2頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四第3頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四1理解動(dòng)量和動(dòng)量變化的概念。2認(rèn)識(shí)沖量的概念，知道沖量是矢量。3理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式， 知道動(dòng)量定理適用于變力。4會(huì)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān) 問(wèn)題。第4頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 1動(dòng)量和動(dòng)量變化量 (1)動(dòng)量： 定義：物體的 和 的乘積。 表達(dá)式：p 。 單位： 。符號(hào)kgm/s。 矢量性：方向與 的方向相同，其運(yùn)算遵守 定則。質(zhì)量速度mv千克米

2、/秒速度平行四邊形第5頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (2)動(dòng)量變化量： 定義：物體在某段時(shí)間內(nèi) 與 的矢量差(也是矢量)，p (矢量式)。 在同一條直線上的動(dòng)量運(yùn)算： 選定一個(gè)正方向，動(dòng)量、動(dòng)量的變化量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算(此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅代表 ，不代表大小)。 關(guān)鍵一點(diǎn)只要物體的速度(大小、方向)變化，動(dòng)量就一定變化，故動(dòng)量變化量可表示為mv。末動(dòng)量初動(dòng)量p2p1方向第6頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 2動(dòng)量定理 (1)沖量： 定義：力和力的作用 的乘積。 公式：I 。 單位： ，符號(hào) 。 矢量性：沖量是矢

3、量，其方向與 的方向相同。 (2)動(dòng)量定理： 內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的 等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的 。 公式：mvmvFt或 pI。時(shí)間Ft牛頓秒Ns力動(dòng)量變化量沖量p第7頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (3)動(dòng)量定理的應(yīng)用： 碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，根據(jù)動(dòng)量定理，在動(dòng)量變化量相同的情況下要增大這種沖擊力就要設(shè)法 沖擊力的作用時(shí)間。要防止沖擊力帶來(lái)的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法 其作用時(shí)間。 關(guān)鍵一點(diǎn)同一物體與不同接觸面碰撞時(shí)，要分析它們的作用力大小，必須在物體的動(dòng)量變化量相同的條件下考慮作用時(shí)間。減少延長(zhǎng)第8頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四1關(guān)于

4、動(dòng)量的概念，下列說(shuō)法中正確的是 ()A動(dòng)量大的物體慣性一定大B動(dòng)量大的物體運(yùn)動(dòng)得一定快C動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向一定相同D動(dòng)量相同的物體速度小的慣性大解析：根據(jù)pmv可知，選項(xiàng)A、B錯(cuò)，D對(duì)；動(dòng)量是矢量，其方向就是速度的方向，故選項(xiàng)C正確。答案：CD第9頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四2放在水平面上質(zhì)量為m的物體，用一水平力F推它，作 用時(shí)間t但物體始終沒(méi)有移動(dòng)，則這段時(shí)間內(nèi)F對(duì)物體的沖量為()A0BFtCmgt D無(wú)法判斷解析：對(duì)于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分，當(dāng)有力作用在物體上時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累積，該力就對(duì)物體有沖量。不管物體是否運(yùn)動(dòng)，按照沖量的定義，物體受的沖量大小和方

5、向只與F有關(guān)，大小等于Ft，方向與F相同，因此B項(xiàng)正確。答案：B第10頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四3物體受到的沖量越大，則 ()A它的動(dòng)量一定越大B它的動(dòng)量變化一定越快C它的動(dòng)量的變化量一定越大D它所受到的作用力一定越大解析：由動(dòng)量定理可知，沖量總是等于物體動(dòng)量的變化量，與物體的動(dòng)量無(wú)關(guān)。選C。答案：C第11頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四4以初速度v040 m/s豎直向上拋出物體，質(zhì)量為4 kg，則 第2秒末的動(dòng)量為_(kāi)kgm/s，第5秒末動(dòng)量為_(kāi)kgm/s，從第2秒末到第5秒末動(dòng)量的變化量為_(kāi)kgm/s。(g取10 m/s2，取初速度方向?yàn)?/p>

6、正方向)解析：第2秒末的速度v2v0gt220 m/s，則p280 kgm/s；第5秒末的速度v5v0gt510 m/s，則p540 kgm/s,25秒內(nèi)pp5p2120 kgm/s答案：8040120第12頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四答案：1 100 N方向豎直向上第13頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四第14頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 1動(dòng)量是狀態(tài)量 進(jìn)行動(dòng)量運(yùn)算時(shí)，要明確是哪一個(gè)物體在哪一個(gè)狀態(tài)(時(shí)刻)的動(dòng)量。公式pmv中的速度v是瞬時(shí)速度。 2動(dòng)量是矢量 動(dòng)量的方向與物體瞬時(shí)速度的方向相同。如果在一條直線上

7、運(yùn)動(dòng)，可以選定一個(gè)正方向，其正負(fù)就容易確定了。 3動(dòng)量具有相對(duì)性 物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)。選不同的參考系時(shí)，同一個(gè)物體的動(dòng)量可能不同，通常在不指明的情況下，物體的動(dòng)量是指物體相對(duì)地面的動(dòng)量。第15頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 4動(dòng)量的變化量也是矢量 pppmv為矢量表達(dá)式，其方向同v的方向。分析計(jì)算p以及判斷p的方向時(shí)，如果物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，就能直接選定一個(gè)正方向，矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算；當(dāng)不在同一直線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則運(yùn)算。 5動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系 (1)動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量。物體的速度變化時(shí)，動(dòng)量

8、一定變化，但動(dòng)能不一定變化；物體的動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，動(dòng)量一定變化。第16頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 1(2012北京市朝陽(yáng)區(qū)統(tǒng)考)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不 為零，則下列說(shuō)法正確的是 () A物體速度的大小一定隨時(shí)間變化 B物體速度的方向一定隨時(shí)間變化 C物體動(dòng)能一定隨時(shí)間變化 D物體動(dòng)量一定隨時(shí)間變化 思路點(diǎn)撥物體的加速度不為零時(shí)，速度的大小不一定變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體。 第17頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 解析加速度不為零，說(shuō)明其速度在變化，速度的改變存在三種情況：速度的方向不變，只是大小在變化(動(dòng)能也變化)；速度的大小不

9、變，只是方向在變化(動(dòng)能不變)；速度的大小和方向同時(shí)改變(動(dòng)能變化)。顯然，選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，只要速度改變，物體的動(dòng)量就一定改變，選項(xiàng)D正確。 答案D第18頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 物體存在加速度物體速度(大小、方向)一定變化動(dòng)量一定變化動(dòng)能不一定變化。第19頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 1對(duì)沖量的理解 (1)沖量是過(guò)程量：沖量描述的是作用在物體上的力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)，與某一過(guò)程相對(duì)應(yīng)。 (2)沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)

10、物體動(dòng)量變化量的方向相同。 (3)沖量的絕對(duì)性：沖量?jī)H由力和時(shí)間兩個(gè)因素決定，具有絕對(duì)性。 (4)沖量的單位：沖量與動(dòng)量的單位關(guān)系是1 Ns1 kgm/s。 第20頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 2沖量的計(jì)算 (1)某個(gè)力的沖量：僅由該力的大小和作用時(shí)間共同決定，與其他力是否存在及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，例如，一個(gè)物體受幾個(gè)恒力作用處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其中每一個(gè)力的沖量均不為零。 (2)求合沖量： 如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則或用正交分解法求出。 兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和，I合F1t1F

11、2t2F3t3；如果各力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用I合F合t求解。 (3)變力的沖量可用動(dòng)量定理求解。第21頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 名師點(diǎn)睛 (1)沖量是矢量，求沖量的大小時(shí)一定要注意是力與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間的乘積。 (2)沖量的計(jì)算公式IFt適用于計(jì)算某個(gè)恒力的沖量。若力為同一方向上均勻變化的力，該力的沖量可以用平均力計(jì)算，若力為一般的變力則不能直接計(jì)算沖量。第22頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 2如圖1621所示，一質(zhì)量m3 kg的物體靜止在光滑水平面上，受到與水平方向成60角的力作用，F(xiàn)的大小為9 N，經(jīng)2 s時(shí)間，求：(取

12、g10 N/kg) (1)物體重力沖量大??； (2)物體受到的支持力沖量大??； (3)力F的沖量大??； (4)合外力的沖量大小。圖1621第23頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四答案(1)60 Ns(2)44.4 Ns(3)18 Ns(4)9 Ns第24頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (1)沖量是描述力對(duì)其作用時(shí)間的累積效果，力越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)，沖量就越大。 (2)沖量是一個(gè)過(guò)程量，學(xué)習(xí)沖量必須明確研究對(duì)象和作用過(guò)程，即必須明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間內(nèi)對(duì)哪個(gè)物體產(chǎn)生的沖量。 (3)某個(gè)力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。 第25頁(yè)，共38頁(yè)，

13、2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四第26頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (3)動(dòng)量定理說(shuō)明的是合外力的沖量與動(dòng)量變化量的關(guān)系，反映了力對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)，與物體的初、末動(dòng)量以及某一時(shí)刻的動(dòng)量無(wú)必然聯(lián)系，物體動(dòng)量變化的方向與合力的沖量的方向相同，物體在某一時(shí)刻的動(dòng)量方向與合力的沖量的方向無(wú)必然聯(lián)系。 (4)動(dòng)量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，也適用于微觀物體的高速運(yùn)動(dòng)。不論是變力還是恒力，不論幾個(gè)力作用時(shí)間是同時(shí)還是不同時(shí)，不論物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線，動(dòng)量定理都適用。第27頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 2動(dòng)量定理的應(yīng)用 (1)定

14、性解釋有關(guān)現(xiàn)象： 物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，此時(shí)力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小。如：沖床沖壓工件時(shí)，縮短力的作用時(shí)間，產(chǎn)生很大的作用力，而在輪渡碼頭上裝有橡皮輪胎，搬運(yùn)玻璃等易碎物品時(shí)，包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、塑料等，都是為了延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力。第28頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 作用力一定時(shí)，此時(shí)力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量變化量越大；力的作用時(shí)間越短，動(dòng)量變化量越小。如：用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時(shí)，石裂而不傷人，就是由于鐵錘打擊石板的時(shí)間極短，鐵錘對(duì)石板的沖量很小，石板的動(dòng)量幾乎不變，躺著的人才不會(huì)受傷害。 第29頁(yè)，共38頁(yè)，2022

15、年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (2)定量計(jì)算的一般步驟： 確定研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 進(jìn)行受力分析，分析確定每個(gè)力的沖量，并求出合力的沖量。 選定正方向，確定初、末狀態(tài)的動(dòng)量及物體動(dòng)量的變化量。 根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解。第30頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 名師點(diǎn)睛 (1)應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí)，一定要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，明確各個(gè)力和合力是正確應(yīng)用動(dòng)量定理的前提。 (2)列方程時(shí)一定要先選定正方向，嚴(yán)格使用矢量式。 (3)變力的沖量一般通過(guò)求動(dòng)量的變化量來(lái)求解。第31頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 3籃球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動(dòng)，為

16、了檢測(cè)籃球的性能，某同學(xué)多次讓一籃球從h11.8 m處自由下落，測(cè)出籃球從開(kāi)始下落至第一次反彈到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t1.3 s，該籃球第一次反彈從離開(kāi)地面至最高點(diǎn)所用時(shí)間為0.5 s，籃球的質(zhì)量為m0.6 kg，g取10 m/s2。求籃球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧?不計(jì)空氣阻力)。 審題指導(dǎo)籃球的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段：下落、與地面作用、上升，這三個(gè)階段中籃球的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況是不盡相同的。第32頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四第33頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四答案39 N方向豎直向下第34頁(yè)，共38頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)0分，星期四 (1)在應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí)，一定要對(duì)物體認(rèn)真進(jìn)行受力分析，不可有力的遺漏；建立方程時(shí)要事先選定正方向；對(duì)于變力的沖量，往往通過(guò)動(dòng)量定理來(lái)計(jì)算；只有當(dāng)相互作用時(shí)間t極短時(shí)，且相互作用力