1.2-動(dòng)量定理【新教材】-人教版高中物理選擇性必修一課件(共23張PPT)

1、11一、動(dòng)量和沖量動(dòng)量：定義動(dòng)量 p = m v 動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)狀態(tài)量，它與時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。 動(dòng)量是矢量，它的方向和速度的方向相同。沖量：定義恒力的沖量 I =F t 沖量是描述力的時(shí)間積累效應(yīng)的物理量，是過程量，它與時(shí) 間相對(duì)應(yīng) 沖量是矢量，它的方向由力的方向決定（不能說(shuō)和力的方向 相同）。如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)保持不變，那么沖量的方 向就和力的方向相同。 對(duì)于變力的沖量，高中階段只能用動(dòng)量定理求。 要注意的是：沖量和功不同。恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不作功， 但一定有沖量。復(fù)習(xí)回顧：29/21/2022一、動(dòng)量和沖量復(fù)習(xí)回顧：49/21/20223. 動(dòng)量的變化量：定義始末動(dòng)量的矢量

2、差。P = Pt P0直線運(yùn)動(dòng)的速度變化量方向的確定：tvvvtv 0vv 0vtv 0vv 0vtv加速直線運(yùn)動(dòng)減速直線運(yùn)動(dòng)自由落體 運(yùn)動(dòng)豎直上 拋運(yùn)動(dòng)四種語(yǔ)言 漢語(yǔ) 數(shù)學(xué)語(yǔ)言 圖形語(yǔ)言 圖像語(yǔ)言39/21/20223. 動(dòng)量的變化量：定義始末動(dòng)量的矢量差。P = Ptv 0vtv 0vvt平拋運(yùn)動(dòng)49/21/2022v 0vtv 0平拋運(yùn)動(dòng)69/21/2022問題：有些船和碼頭常懸掛一些老舊輪胎，主要的用途是減輕船舶靠岸時(shí)碼頭與船體的撞擊。其中有怎樣的道理呢？59/21/2022問題：有些船和碼頭常懸掛一些老舊輪胎，主要的用途是減輕船舶進(jìn)入新課V0V1水平面光滑質(zhì)量為m的小球在恒力F作用下

3、，經(jīng)過時(shí)間t， 運(yùn)動(dòng)一段距離。問 題能否運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相關(guān)知識(shí)將所給物理量聯(lián)系起來(lái)？能否將動(dòng)量相關(guān)知識(shí)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)？69/21/2022進(jìn)入新課V0V1水平面光滑能否運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相關(guān)知識(shí)將所推導(dǎo)過程tv0a vtF maPt mvtP0 mv0ttP0F Pt P牛頓第二定律的另一種表達(dá)式：FPt物體所受的合力等于動(dòng)量變化率79/21/2022推導(dǎo)過程tv0a vtF maPt mvtP0FPt討 論Ft P動(dòng)量變化量表示什么呢？89/21/2022FP討 論Ft P動(dòng)量變化量109/21/20一、動(dòng)量定理1. 動(dòng)量定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化 即 I

4、 = pF t = mv- mv = p（2）動(dòng)量定理表明沖量是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因，沖量是 物體動(dòng)量變化的量度。這里所說(shuō)的沖量必須是物體所受的合外力的沖量。（3）動(dòng)量定理也表明了力在時(shí)間上的積累效果。這種效果體現(xiàn)在物體的動(dòng)量變化量上。（1）推導(dǎo)：F =ma v v = atF t = p99/21/2022一、動(dòng)量定理（2）動(dòng)量定理表明沖量是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因動(dòng)量定理給出了沖量（過程量）和動(dòng)量變化（狀態(tài)量） 間的互求關(guān)系。實(shí)際上現(xiàn)代物理學(xué)把力定義為物體動(dòng)量的變化率： F=p t （這也是牛頓第二定律的動(dòng)量形式）動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式。在一維的情況下，各個(gè)矢 量必須以同一個(gè)規(guī)定的方

5、向?yàn)檎?09/21/2022動(dòng)量定理給出了沖量（過程量）和動(dòng)量變化（狀態(tài)量） 間的互求關(guān)2.動(dòng)量定理具有以下特點(diǎn)：矢量性：合外力的沖量Ft 與動(dòng)量的變化量均為矢量， 規(guī)定正方向后，在一條直線上矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算；相等性：物體在時(shí)間內(nèi)物體所受合外力的沖量等于物體在 這段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量；因而可以互求。獨(dú)立性：某方向的沖量只改變?cè)摲较蛏衔矬w的動(dòng)量；廣泛性：動(dòng)量定理不僅適用于恒力，而且也適用于隨時(shí)間而 變化的力對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的力F應(yīng)理解為變力在作用時(shí) 間內(nèi)的平均值；不僅適用于單個(gè)物體，而且也適用于物體系統(tǒng)。物理意義：沖量反映力對(duì)物體在一段時(shí)間上的積累作用， 動(dòng)量反映了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。11

6、9/21/20222.動(dòng)量定理具有以下特點(diǎn)：矢量性：合外力的沖量Ft 為什么杯子落到水泥地上 容易摔碎，而落到松軟的泥地 上不易摔碎呢？ 二、動(dòng)量定理的應(yīng)用類型1：定性解釋129/21/2022為什么杯子落到水泥地上 容易摔碎，而落到松軟的泥地 上不易摔問 題用一條細(xì)線懸掛著一個(gè)重物，把重物拿到 懸掛點(diǎn)附近，然后釋放，重物可以把細(xì)線拉斷。 如果在細(xì)線上端拴一段橡皮筋，再把重物拿到 懸掛點(diǎn)附近釋放，細(xì)線就不會(huì)被拉斷了，現(xiàn)在 你能解釋為什么嗎？139/21/2022問 題159/21/2022在動(dòng)量變化一定的情況下,緩沖作用如果作用時(shí)間越短, 則作用力越大；如果作用時(shí)間越長(zhǎng), 則作用力越小；149

7、/21/2022在動(dòng)量變化一定的情況下,緩沖作用如果作用時(shí)間越短, 則作用力包裝用的泡沫材料159/21/2022包裝用的泡沫材料179/21/2022蘋 果 的 包 裝 泡 沫 網(wǎng)169/21/2022蘋 果 的 包 裝 泡 沫 網(wǎng)189/21/2022船沿上的廢舊輪胎179/21/2022船沿上的廢舊輪胎199/21/2022摩 托 車 帽 里 的 襯 墊189/21/2022摩 托 車 帽 里 的 襯 墊209/21/2022例1. 以初速度v0平拋一個(gè)質(zhì)量為m的物體，t 秒內(nèi)物體的動(dòng)量 變化是多少？解：因?yàn)楹贤饬褪侵亓?，所以p = Ft = mgt本題用沖量求解，比先求末動(dòng)量，再求初

8、、末動(dòng)量的矢量差要方便得多。因此可以得出規(guī)律：I 和p可以互求。當(dāng)合外力為恒力時(shí)往 往用F t 來(lái)求；當(dāng)合外力為變力時(shí)，在高中階段我們只能用p來(lái) 求。類型2：定量應(yīng)用解決動(dòng)量變化與沖量或沖力之間的關(guān)系199/21/2022例1. 以初速度v0平拋一個(gè)質(zhì)量為m的物體，t 秒內(nèi)物體的動(dòng)vABvBOA例2. 一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖， 質(zhì)點(diǎn)從位置A開始，經(jīng)1/2圓周，質(zhì)點(diǎn)所受合力的沖量是多 少?解: 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力是一個(gè)大小不變、但方向 不斷變化的力，注意:變力的沖量一般不能直接由Ft求出，可借助Ftp間接求出，即合外力力的沖量由末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量 差來(lái)決定以vB方向

9、為正，因?yàn)関A - v ， vB v ，則pvB - vA v - （ - v ）2v，合力沖量與vB同向209/21/2022vABvBOA例2. 一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運(yùn)2t 物體停下來(lái)，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（）F F / 2 F / 3 F / 4f2ttFf解：整個(gè)過程的受力如圖所示，對(duì)整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)F方向?yàn)檎较颍? F f ) t f 2 t = 0得 f=F/3C例3.水平面上一質(zhì)量為m的物體，在水平恒力F作用下，由 靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t 后撤去外力，又經(jīng)過時(shí)間219/21/20222t 物體停下來(lái)，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為

10、（）F如圖表示物體所受作用力隨時(shí)間變化的圖象，若物t1tt2F1F20體初速度為零，質(zhì)量為m，求物體在t2 時(shí)刻的末速度?解:從圖中可知，物體所受沖量為F - t圖線下面包圍的 “面積”，F(xiàn)設(shè)末速度為v，根據(jù)動(dòng)量定理 F tp ，有F1t1+ F2 (t2 -t1 ) = mv -0 v= F1t1+ F2 (t2 -t1 ) m例4.229/21/2022如圖表示物體所受作用力隨時(shí)間變化的圖象，若物t1tF10體初 總結(jié)：利用動(dòng)量定理解題的步驟： 明確研究對(duì)象和研究過程。研究對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可 以是質(zhì)點(diǎn)組。如果研究過程中的各個(gè)階段物體的受力情況不同， 要分別計(jì)算它們的沖量，并求它們的矢量和。 進(jìn)行受力分析。研究對(duì)象以外的物體施給研究對(duì)象的力為外 力。所有外力之和為合外力。研究對(duì)象內(nèi)部的相互作用力不影