第一講沖量和動量

第一講沖量和動量第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一本節(jié)課的學習目標

1．知道力的沖量，沖量的單位、方向；2．理解動量的概念，動量的單位、方向；3．知道沖量和動量的單位之間的關(guān)系，能區(qū)別沖量和動量的方向；4．會判斷物體動量是否變化；5．知道動量的運算服從矢量運算法則，如果動量矢量在同一直線上，可將動量的運算簡化為代數(shù)運算．第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一觀察并思考雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會被打破，現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，會看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一

對于一個原來靜止的物體，只要作用力F和力的作用時間t的乘積Ft相同，這個物體就獲得相同的速度．也就是說：對一定質(zhì)量的物體，力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果，是由Ft這個物理量決定的。問題：一個質(zhì)量為m的靜止物體，在力F的作用下開始運動，經(jīng)過時間t將獲得多大的速度?解：物體在力F作用下得到的加速度為:經(jīng)時間t，據(jù)v=at得物體獲得的速度拓展分析：整理可得Ft=mv，由此我們得到：對于一個原來靜止的物體（v0=0,m一定），要使它獲得某一速度，你可采用哪些方法答：①可以用較大的力作用較短的時間；②可以用較小的力作用較長的時間

.第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一①沖量：力F和力的作用時間t的乘積Ft叫做力的沖量②沖量是矢量，它的方向是由力的方向決定的，如果力的方向在作用時間內(nèi)不變，沖量的方向就跟力的方向相同．③通常用符號I來表示沖量：I=Ft④沖量的國際單位是?！っ耄∟·s）．沖量的基本概念及理解：⑤沖量是表示物體在力的作用下經(jīng)歷一段時間的積累的物理量，因此，力對物體有沖量作用必須具備力和該力作用下的時間兩個條件．換句話說：只要有力并且作用一段時間，那么該力對物體就有沖量作用，可見，沖量是過程量．一、沖量第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一鞏固訓練

①如圖，一個質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F作用下，經(jīng)過時間t，求F在t時間內(nèi)的沖量？

②一質(zhì)量為m的物塊在t1,t2、t3三段時間內(nèi)所受外力分別為F1、F2、F3，方向均水平向右，求合力F在時間t1+t2+t3內(nèi)的沖量．

③如果力F在t秒內(nèi)水平向右，t秒后F大小不變，方向變?yōu)樨Q直向下，作用時間為2t秒，則力F在3t秒內(nèi)的沖量如何計算？

第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一總結(jié)：

①只有當力F的方向一定時，才能說力F的沖量與力的方向相同。②計算沖量時，要明確是哪個力在哪一段時間內(nèi)的沖量。

訓練：放在水平地面上的質(zhì)量為m的物體，用一個與水平方向成θ角的力F拉它，作用時間為t，物體始終不動。那么t時間內(nèi)，拉力、重力和合力對物體的沖量為多大？第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一二、動量

1、針對前邊得到的公式Ft=mv，討論得到：

原來靜止的質(zhì)量m不同的物體，在相同的沖量作用下，雖然得到的速度v不同，但它們的質(zhì)量和速度的乘積mv卻是相同的，都等于它們受到的沖量．在物理學中我們把物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量．2、回答下列思考題：①動量用什么符號來表示？②動量是一個過程量還是狀態(tài)量？③動量是矢量還是標量？④動量的單位是什么？第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3、結(jié)論:①定義：運動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量用符號p表示，即p=mv.②動量是描述物體處于某一運動狀態(tài)時的物理量，當運動狀態(tài)一定時，物體的動量也就確定了，所以動量是一個狀態(tài)量．③動量是一個矢量，動量的方向和瞬時速度方向相同．④動量的單位是千克·米/秒（kg·m/s．）4、知識鞏固訓練：①試證明沖量的單位N·s與動量的單位kg·m/s是相同的②我們說物體的動量在變化，包括幾種情況，舉例說明．第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一5、答案：

①動量與沖量的單位是相同的，即：1?！っ?1千克·米/秒．②由于動量是矢量，所以只要物體的速度大小或方向發(fā)生變化，動量就一定發(fā)生變化．例如做勻速直線運動的物體其動量是恒量，而做勻速圓周運動的物體，由于速度方向不斷在改變，即使其動量大小不變，但因其方向不斷改變，所以其動量是一變量．

過渡：如果一個物體的動量發(fā)生了變化，那么動量的變化量如何求解呢

第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一三、動量的變化

1、所謂動量的變化就是在某過程中的末動量與初動量的矢量差．即Δp=p＇-p．2、應(yīng)用例1、一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度水平向右運動，碰到一塊堅硬的大理石后被彈回，沿著同一直線以2m/s的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一

3、思考下列問題：動量是矢量，其運算遵循什么規(guī)律？

例1：解：取水平向右的方向為正方向，碰撞前鋼球的速度v=2m/s，碰撞前鋼球的動量為p=mv=０.２×２kg·m/s=0.4kg·m/s.碰撞后鋼球的速度為v′=-2m/s,碰撞后鋼球的動量為p′=mv′=-０.２×２kg·m/s=-0.4kg·m/s.碰撞前后鋼球動量的變化為：Δp=pˊ-p=-0.4kg·m/s-0.4kg·m/s=-0.8kg·m/s且動量變化的方向向左．第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一例2、一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45°，速度大小仍為２m/s，試求出鋼球動量變化的大小和方向？第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一解題思考：1、碰撞前后物體仍在一條直線上運動，可先設(shè)一個正方向，末動量p’和初動量p可據(jù)此用正負表示，則動量的變化△p可用代數(shù)的方法求出。2、碰撞前后物體不在一條直線上運動，可用作圖法，根據(jù)：（1）平行四邊形定則，以p’和－p為鄰邊，做出平行四邊形，其對角線長表示△p的大小，方向就是△p的方向；（2）用三角形方法，以p’和p為鄰邊，另一條邊的長表示△p的大小，由p指向p’的方向就是△p的方向第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一關(guān)于△p的計算動量變化等于末動量（包括大小和方向）減去初動量（包括大小和方向）。第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一動量及其改變例：將質(zhì)量為2Kg的物體以3m/s的速度水平拋出，經(jīng)過一段時間，速度方向與水平方向的夾角為530，求它的初動量、末動量和動量的變化量。第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一例題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，與水平地面碰撞時間極短，離地時速率為v2，在碰撞過程中，鋼球動量變化的大小為多少？第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一解析:選豎直向下為正方向，則碰前鋼球的動量碰后鋼球的動量碰撞過程中鋼球動量變化負號表示方向與選定的正方向相反，即豎直向上，所以鋼球動量變化大小是:第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一

5、

總結(jié)

動量是矢量，求其變化量可用平行四邊形定則；在一維情況下可首先規(guī)定一個正方向，這時求動量變化就可簡化為代數(shù)運算．動量是狀態(tài)量，我們講物體的動量，總是指物體在某一時刻的動量，因此在計算時相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時刻的瞬時速度．

第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一四、鞏固練習

1、對于力的沖量的說法，正確的是()A．力越大，力的沖量就越大B．作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大C．F1與其作用時間t1的乘積F1t1的大小，等于F2與其作用時間t2的乘積F2t2的大小，則這兩個沖量相同D．靜置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，經(jīng)時間t始終處于靜止狀態(tài)，則此推力的沖量為零2、質(zhì)量m為3kg的小球，以2m/s的速率繞其圓心O做勻速圓周運動，小球從A轉(zhuǎn)到B過程中動量的變化為多少？從A轉(zhuǎn)到C的過程中，動量變化又為多少？第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3、如圖所示的水平面上有兩個物體A和B,質(zhì)量分別為mA和mB,A以角速度ω沿半徑為R的圓周做勻速圓周運動,當A經(jīng)過P點時物體B在恒力F作用下開始運動,當力F滿足什么條件時,兩物體在運動過程中某時刻的動量可以相同?PVF第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一五、小結(jié)

1．在物理學中，沖量是反映力的時間積累效果的物理量；力和力的作用時間的乘積叫做力的沖量．沖量是矢量．2．物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動量，動量是一個狀態(tài)量，動量是矢量．動量的運動服從矢量運算規(guī)則—平行四邊形定則．如果物體的運動在同一條直線上，在選定一個正方向后，動量的運算就可以簡化為代數(shù)運算．3．關(guān)于動量變化量的運算，Δp也是一個矢量，它的方向可以跟初動量的方向相同，也可以跟初動量的方向相反，也可能跟初動量的方向成一角度．第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一六、練習

1、重100N的物體A，靜止在水平面B上，已知A、B間的動摩擦因數(shù)為0.5，以g=10m/s２，現(xiàn)用水平推力F=30N作用在物體A上，在2s內(nèi)推力F的沖量和摩擦力的沖量大小分別為（）A、60N·s，100N·sB、60N·s，60N·sC、60N·s，40N·sD、0，02、下列情況下，物體的動量不變的是（）A．在平直路面上勻速前進的汽車B．汽車在轉(zhuǎn)彎的過程中，速度的大小不變C．水平飛來的球撞到豎直墻面后又沿原路返回D．勻速直線運動的灑水車正在灑水第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3、下列幾種說法中，錯誤的是（）A、某一物體的動量發(fā)生了變化，一定是物體的速度大小發(fā)生了變化B、某一物體的動量發(fā)生了變化，一定是物體速度的方向發(fā)生了變化C、物體的運動速度發(fā)生了變化，其動量一定發(fā)生了變化D、物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，其動量一定發(fā)生了變化4、一個物體的質(zhì)量是2kg，此物體豎直落下，以10m/s的速度碰到水泥地上，隨后又以8m/s速度反彈，若取豎直向上為正，則小球與地面相碰前的動量為

kg·m/s，隨后碰后的動量是

kg·m/s，小球的動量改變是

kg·m/s.第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一5、一質(zhì)量是2kg的物體，用一個10N的水平拉力拉它向右做加速度為3m/s2的勻加速直線運動，那么在10s內(nèi)拉力的沖量大小應(yīng)為

，方向

；摩擦力的沖量大小為

，方向

．6、關(guān)于沖量和動量，下列說法中正確的是（）A.沖量是反映力的作用時間積累效果的物理量B.動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量C.沖量是物體動量變化的原因D．沖量是描述物體狀態(tài)的物理量7、一個質(zhì)量為2kg的物體，以初速度10m/s水平拋出，則拋出時動量的大小為多少？1s末物體的動量大小為多少？這1s內(nèi)動量的變化為多少？方向如何？這1s內(nèi)重力的沖量大小為多少？方向如何？（g=10m/s2）第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一七、素質(zhì)能力訓練一、填空題1、質(zhì)量為0.1kg的小球，以πrad/s的角速度做勻速圓周運動，半徑為0.2m，則每1秒小球動能變化的大小等于

J，動量變化的大小等于

kg·m/s．2、距地面為15m高處，以10m/s的初速度豎直向上拋出小球A，向下拋出小球B，若A、B質(zhì)量相同，運動中空氣阻力不計，經(jīng)過1s，質(zhì)量對A、B二球的沖量比等于

，從拋出到到達地面，重力對A、B二球的沖量比等于

．3、重為10牛的物體在傾角為37°的斜面上下滑，通過A點后再經(jīng)2s到達斜面底，若物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0．2，則從A點到斜面底的過程中，重力的沖量大小為

N·s，方向

；彈力的沖量大小為

N·s，方向

；摩擦力的沖量大小為

N·s，方向

，合外力的沖量大小為

N·s，方向

．第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一4、如圖所示，重為100N的物體，在與水平方向成60°角的等于10N的拉力F作用下，以2m/s的速度勻速運動，在10s內(nèi)，拉力F的沖量大小等于

N·s，摩擦力的沖量大小等于

N·s．二、選擇題1、關(guān)于沖量下述說法正確的是（）A．作用力越大，沖量越大B．力的作用時間越長，沖量越大C．恒力的作用時間長，則沖量大D．上述說法均不正確2、從A點以某一速度豎直向上拋出小球，球從拋出點A上升到最高點O，又從O返回A點的過程中空氣阻力的大小不變，則上升與下降過程中，關(guān)于沖量的下述說法第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一中正確的是（）A．上升與下降過程摩擦力的沖量相同B．上升過程重力的沖量小于下降過程C．上升過程合外力的沖量數(shù)值較大D．上升與下降過程合外力的沖量相同3、將10N的物體放于光滑的水平桌面上，以0.5m/s的速度勻速運動，經(jīng)A點后2s通過B點，則A到B的過程中，關(guān)于作功與沖量的下述說法中正確的是A．重力做功為0B．重力做功10JC．重力沖量為0D．重力沖量為20N·s第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一4、下列說法中正確的是（）A．運動物體的動量的方向總是與它的運動方向相同B．作用于物體上的合外力的沖量不為0，則物體的動量一定發(fā)生變化C．作用于物體上的合外力的沖量不為0，則物體的動能一定發(fā)生變化D．物體所受合外力的沖量方向總是與物體的動量方向相同5、質(zhì)量為0.5kg的物體，它做直線運動的位移方程為s=(4t+6t2)m,則其動量的變化量對時間的變化率為（）A．6N

B．1．5N

C．（2+2t）N

D．0第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一6、一質(zhì)量為m的物體從高為h的光滑斜面的上端由靜止開始下滑，當滑至一半長度時物體的動量為p1，動能為Ek1，當滑至斜面底時物體的動量為p2，動能為Ek2，則（）A．B．C．D．7、自由下落的物體，在下落過程的任何相等的時間間隔內(nèi)相等的物理量是（）A．物體受到的沖量

B．物體的位移