動量和動量定理課件知識講解

動量(dòngliàng)和動量(dòngliàng)定理第一頁，共17頁。在上一節(jié)我們(wǒmen)學過，mv這個量是我們(wǒmen)在碰撞中所追尋到的守恒量，故mv這個量具有特殊的含義。我們(wǒmen)把這個量命名為動量。第二頁，共17頁。一、動量(dòngliàng)概念及其理解（1）定義(dìngyì)：物體的質(zhì)量及其運動速度的乘積稱為該物體的動量p=mv（2）特征(tèzhēng)：①v為瞬時速度，故動量是狀態(tài)量，它與某一時刻相關(guān)；②動量是矢量，其方向與物體運動速度的方向相同。（3）意義：速度從運動學角度量化了機械運動的狀態(tài),動量則從動力學角度量化了機械運動的狀態(tài)。第三頁，共17頁。例1：一個質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，撞到墻壁后，沿同一直線(zhíxiàn)以6m/s的速度水平向左運動。碰撞前后鋼球的動量變化了多少？解：以初速度的方向為正方向，則：Δp=p′-p=mv′-mv=-1.2kg.m/s負號(fùhào)代表方向與正方向相反，即為水平向左。第四頁，共17頁。物體在碰撞中動量發(fā)生變化的原因是因為受到了力的作用。我們從牛頓第二定律來分析。假設(shè)此過程中受到的力是恒力F，在F的作用下做勻變速直線運動，碰撞過程中兩物體接觸(jiēchù)時間為Δt，速度由v變?yōu)関′，則：

F.Δt反映了力的作用對時間(shíjiān)的積累效應。我們把這個量稱為沖量。而此公式中反應的關(guān)系，我們把它稱為動量定理。

F=ma=m.(v′-v)/Δt

F.Δt=m.(v′-v)第五頁，共17頁。二、沖量概念(gàiniàn)及其理解（1）定義：某個力與其作用時間(shíjiān)的乘積稱為該力的沖量I=F△t（2）特征(tèzhēng)：①沖量是過程量，它與某一段時間相關(guān)；②沖量是矢量，對于恒力的沖量來說，其方向就是該力的方向。（3）意義：沖量是力對時間的累積效應。對于質(zhì)量確定的物體來說，合外力決定著其速度將變多快；合外力的沖量將決定著其速度將變多少。對于質(zhì)量不確定的物體來說，合外力決定著其動量將變多快；合外力的沖量將決定著其動量將變多少。

第六頁，共17頁。三、關(guān)于(guānyú)沖量的計算（1）恒力的沖量(chōngliàng)計算恒力的沖量(chōngliàng)可直接根據(jù)定義式來計算，即用恒力F乘以其作用時間△t而得。（2）方向恒定的變力的沖量計算。如力F的方向恒定，而大小隨時間變化的情況如圖1所示，則該力在時間△t=t2-t1內(nèi)的沖量大小在數(shù)值上就等于圖1中陰影部分的“面積”。0圖1Ftt1t2（3）一般變力的沖量計算在中學物理中，一般變力的沖量通常是借助于動量定理來計算的。（4）合力的沖量計算幾個力的合力的沖量計算，既可以先算出各個分力的沖量后再求矢量和，又可以先算各個分力的合力再算合力的沖量。第七頁，共17頁。1.動量(dòngliàng)定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動量(dòngliàng)變化即I=Δp∑F·Δt=mv′-mv=Δp⑴動量(dòngliàng)定理表明沖量是使物體動量(dòngliàng)發(fā)生變化的原因，沖量是物體動量(dòngliàng)變化的量度。這里所說的沖量必須是物體所受的合外力的沖量。⑵動量定理給出了沖量（過程量）和動量變化（狀態(tài)(zhuàngtài)量）間的互求關(guān)系。⑶實際上現(xiàn)代物理學把力定義為物體動量的變化率：∑F=Δp／Δt（這也是牛頓第二定律的動量形式）⑷動量定理的表達式是矢量式。在一維的情況下，各個矢量必須以同一個規(guī)定的方向為正。三、動量定理第八頁，共17頁。2.動量定理具有(jùyǒu)以下特點：①矢量性：合外力的沖量∑F·Δt與動量的變化量Δｐ均為矢量，規(guī)定正方向后，在一條直線上矢量運算(yùnsuàn)變?yōu)榇鷶?shù)運算(yùnsuàn)；②相等性：物體在時間Δｔ內(nèi)物體所受合外力的沖量等于物體在這段時間Δｔ內(nèi)動量的變化(biànhuà)量；因而可以互求。③獨立性：某方向的沖量只改變該方向上物體的動量；④廣泛性：動量定理不僅適用于恒力，而且也適用于隨時間而變化的力．對于變力，動量定理中的力F應理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值；不僅適用于單個物體，而且也適用于物體系統(tǒng)。⑤物理意義：沖量反映力對物體在一段時間上的積累作用，動量反映了物體的運動狀態(tài)。第九頁，共17頁。3.利用(lìyòng)動量定理解題的步驟：⑴明確研究對象和研究過程。研究對象可以是一個物體(wùtǐ)，也可以是質(zhì)點組。如果研究過程中的各個階段物體(wùtǐ)的受力情況不同，要分別計算它們的沖量，并求它們的矢量和。⑵進行受力分析。研究對象以外(yǐwài)的物體施給研究對象的力為外力。所有外力之和為合外力。研究對象內(nèi)部的相互作用力不影響系統(tǒng)的總動量，不包括在內(nèi)。⑶規(guī)定正方向。由于力、沖量、速度、動量都是矢量，所以列式前要先規(guī)定一個正方向，和這個方向一致的矢量為正，反之為負。⑷寫出研究對象的初、末動量和合外力的沖量（或各個外力的沖量的矢量和）。⑸根據(jù)動量定理列式求解。第十頁，共17頁。以初速度v0平拋一個質(zhì)量(zhìliàng)為m的物體，t秒內(nèi)物體的動量變化是多少？例2解：因為(yīnwèi)合外力就是重力，所以Δp=Ft=mgt本題(běntí)用沖量求解，比先求末動量，再求初、末動量的矢量差要方便得多。因此可以得出規(guī)律：I和Δp可以互求。當合外力為恒力時往往用Ft

來求；當合外力為變力時，在高中階段我們只能用Δp來求。第十一頁，共17頁。例3一質(zhì)點在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周(yuánzhōu)運動，如圖，質(zhì)點從位置A開始，經(jīng)1/2圓周(yuánzhōu)，質(zhì)點所受合力的沖量是多少?

vAABvBO解:質(zhì)點做勻速圓周運動，合力(hélì)是一個大小不變、但方向不斷變化的力，注意:變力的沖量一般(yībān)不能直接由F·Δt求出，可借助ΣF·Δt＝Δp間接求出，即合外力力的沖量由末動量與初動量的矢量差來決定．以vB方向為正，因為vA＝-v，vB＝v，則Δp＝ｍvB-ｍvA＝ｍ［v-（-v）］＝2ｍv，合力沖量與vB同向．第十二頁，共17頁。廣東省重點中學12月月考檢測(jiǎncè)題34．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，碰撣時間極短，離地的速率為v2。在碰撞過程中，地面對鋼球沖量(chōngliàng)的方向和大小為（）A、向下，m(v1-v2)B、向下，m(v1+v2)C、向上，m(v1-v2)D、向上，m(v1+v2)D第十三頁，共17頁。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(kāishǐ)做勻加速直線運動，經(jīng)時間t后撤去外力，又經(jīng)過時間2t物體停下來，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（）Ａ．FＢ．F/2Ｃ．F/3Ｄ．F/4解：整個(zhěnggè)過程的受力如圖所示，F(xiàn)f2ttf對整個過程，根據(jù)(gēnjù)動量定理，設(shè)F方向為正方向，有(F–f)×t–f×2t=0得f=F/3C例5第十四頁，共17頁。在光滑水平面上水平固定放置一端固定的輕質(zhì)彈簧，質(zhì)量為m的小球沿彈簧所位于的直線(zhíxiàn)方向以速度V運動，并和彈簧發(fā)生碰撞，小球和彈簧作用后又以相同的速度反彈回去。在球和彈簧相互作用過程中，彈簧對小球的沖量I的大小和彈簧對小球所做的功W分別為（）（A）I＝0、W＝mv2（B）I＝2mv、W=0（C）I＝mv、W=mv2／2（D）I＝2mv、W=mv2／2B例6第十五頁，共17頁。下列哪些論斷(lùnduàn)是正確的？()(A)某力F對物體沒有做功，此力F對物體的沖量必為零；(B)如果物體的動能沒有發(fā)生變化，此物體的動量也不可能發(fā)生變化；(C)靜摩擦力可能做正功，也可能做負功，但滑動摩擦力只能做負功；(D)靜摩擦力和滑動摩擦力都可能做正功，也都可能做負功.注意：沖量和功不同(bùtónɡ)