第二節(jié)動量動量守恒

第二節(jié)動量動量守恒第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月視頻.mp4第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：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，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：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。第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月③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．②沖量的國際單位是：牛·秒（N·s）。①物理意義：沖量是表示力對時間的積累效應(yīng)。沖量—力F和力的作用時間t的乘積Ft叫做力的沖量。通常用符號I來表示沖量，則：I=Ft④沖量是過程量。【說明】(計算恒力的沖量）第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月③動量是矢量，動量的方向和速度方向相同。

②動量的國際單位是：千克·米/秒（kg·m/s）。①物理意義：動量是描述物體處于某一運動狀態(tài)時的物理量。動量

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=mv④動量是狀態(tài)量?！菊f明】第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月討論：

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。

【例】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8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月解：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9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】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?fàn)顟B(tài)，則此推力的沖量為零【例】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的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？B第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月FFFFFFFFv=v0v=vt————F作用了時間t———質(zhì)量為M的物體在光滑水平面上受水平恒力F的作用下，經(jīng)過時間t，速度由v0變?yōu)関t。第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月FFv=v0v=vt———F作用了時間t—分析：由牛頓第二定律知：F=m

a而加速度：整理得：可以寫成：第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月動量定理

——物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化。即：【說明】F合t=mvt－mv0I合=△p⑴公式中F合是物體所受合外力，t是物體從初動量變化到末動量所需時間,vt是末速度，v0是初速度。(2)適用范圍：適用于恒力及隨時間變化的變力。對于變力情況，動量定理中的F合應(yīng)理解為變力在時間內(nèi)的平均值。第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)用動量定理解釋現(xiàn)象可分為下列三種情況：1、△p一定，t短則F大，t長則F小2、F一定，t短則△p小，t長則△p大3、t一定，F(xiàn)短則△p小，F(xiàn)長則△p大第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)量為0，5Kg的錘子以25m/s的速度打在鐵板上，以10m/s的速度彈回，設(shè)接觸時間為0，02s。求錘子對鐵板的平均作用力第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月存在相互作用的兩個或兩個以上的物體所組成的整體——系統(tǒng)（系統(tǒng)可按解決問題的需要靈活選取)ABAB一起勻速直線運動內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各個物體間相互用力稱為內(nèi)力。NN外力：系統(tǒng)外其他物體作用在系統(tǒng)內(nèi)任何一個物體上的力稱為外力。f地唯有確定了系統(tǒng)后，才能確定內(nèi)力和外力第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)動量定理當(dāng)一個物體受到的合外力為零問：那么一個系統(tǒng)受到的合外力為零系統(tǒng)的動量是否改變？第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

在冰面上靜止著一個大運動員和一個小運動員，他們相互推一下，會出現(xiàn)什么樣的情況？問題？？演示第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(V1>V2)解：取向右為正方向碰撞之前總動量：P=P1+P2=m1v1+m2v2碰撞之后總動量:P’=P’1+P’2=m1V’1+m2V’2理論推導(dǎo)第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月理論分析

22222vmvmtF-￠=∵F1=–F2

即∴故

p=p'在碰撞過程中,11111vmvmtF-￠=第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)光滑水平面有兩物體質(zhì)量分別為m1和m2，速度分別為v1和v2，發(fā)生相互作用后它們的速度分別為v1’和v2’作用前總動量為m1v1+m2v2作用后總動量為m1v1’+m2v2’m1、m2間作用力平均為F，作用時間為t對m1：Ft=m1v1’-m1v1對m2：F’t=m2v2’-m2v2由牛頓第三定律得：F=-F’聯(lián)立得：m1v1’-m1v1+m2v2’-m2v2=0即：m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’理論推導(dǎo)第一章碰撞與動量守恒定律第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1、內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。2、公式：3、守恒條件為：a) F合=0（嚴(yán)格條件）c) 某方向上外力之和為零，在這個方向上成立b) F內(nèi)遠(yuǎn)大于F外（近似條件）P=P’動量守恒定律第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月動量守恒定律

4、適用對象：(1):正碰、斜碰和任何形式的相互作用(2):由兩個或者多個物體組成的系統(tǒng)(3):高速運動或低速運動(4):宏觀物體或微觀物體第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩小車在運動過程中，相互排斥的磁力屬于內(nèi)力，整個系統(tǒng)的外力即重力和支持力的和為零，所以系統(tǒng)動量守恒。思考分析第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

系統(tǒng)所受的外力有：重力、地面對木塊支持力、豎直墻對彈簧的支持力，三者之和不為零，所以系統(tǒng)動量不守恒。思考分析第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)初動量為零的情況第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月爆炸類問題第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（雙選）關(guān)于動量守恒的條件，下列說法中正確的是（）A．只要系統(tǒng)受到彈力作用，動量不可能守恒B．只要系統(tǒng)做加速運動，動量就不守恒C．只要系統(tǒng)所受合外力恒定，動量守恒D．只要系統(tǒng)所受外力的合力為零，動量守恒BD第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月A物體在光滑的水平地面上運動，與靜止在同一水平面的B物體相碰，碰后A繼續(xù)沿原方向運動，但速度減為原來的一半，已知A、B兩物體質(zhì)量的比是2:1，則碰后兩物體的速度之比是（）A．1:1

B．1:2

C．1:4

D．2:1B第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基本概念動量守恒定律由相互作用的物體組成系統(tǒng)中各物體間的相互作用力外部其他物體對系統(tǒng)的作用力內(nèi)容：物體在碰撞時，如果系統(tǒng)所受到的合外力為零，則系統(tǒng)的總動量保持不變表達(dá)式：條件:系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零（在宏觀和微觀領(lǐng)域都適用）動量守恒定律小結(jié)系統(tǒng)：內(nèi)力：外力：第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月動量守恒定律項目公式內(nèi)容應(yīng)用對象動量守恒條件特點系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，這個系統(tǒng)的動量就保持不變。系統(tǒng)研究的系統(tǒng)不受外力或合外力為零，或滿足系統(tǒng)所受外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力。動量是矢量，式中動量的確定一般取地球為參照物。小結(jié)第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月動量定理

——物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化。即：【說明】F合t=mvt－mv0I合=△p⑴公式中F合是物體所受合外力，t是物體從初動量變化到末動量所需時間,vt是末速度，v0是初速度。⑵動量定理表達(dá)的含義有以下幾方面：

①沖量是物體動量變化的原因。

②物體動量變化的大小和它所受合外力沖量的大小相等。③物體所受合外力沖量的方向和物體動量變化的方向相同。⑶適用范圍：適用于恒力及隨時間變化的變力。對于變力情況，動量定理中的F合應(yīng)理解為變力在時間內(nèi)的平均值。第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【注意】⑴動量定理可由牛頓第二定律以及加速度的定義式導(dǎo)出，故它是牛頓第二定律的另一種形式，但是兩者仍有很大區(qū)別：①牛頓第二定律是一個瞬時關(guān)系式，它反映某瞬時物體所受合外力與加速度之間關(guān)系（僅當(dāng)合外力為恒力時，a為恒量，整個過程與某瞬時是一致的）；②而動量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用下，在一段時間里的累積效應(yīng)，在這段時間內(nèi)，物體的動量發(fā)生變化．⑵應(yīng)用動量定理時，應(yīng)特別注意△p是矢量差，F(xiàn)合是合外力．第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】釘釘子時為什么要用鐵錘而不用橡皮錘，而鋪地磚時卻用橡皮錘而不用鐵錘？

解析：釘釘子時用鐵錘是因為鐵錘形變很小，鐵錘和釘子之間的相互作用時間很短，對于動量變化一定的鐵錘，受到釘子的作用力很大，根據(jù)牛頓第三定律，鐵錘對釘子的作用力也很大，所以能把釘子釘進去．橡皮錘形變較大，它和釘子之間的作用時間較長，同理可知橡皮錘對釘子的作用力較小，不容易把釘子釘進去．但在鋪地磚時，需要較小的作用力，否則容易把地磚敲碎，因此鋪地磚時用橡皮錘，不用鐵錘．

點撥：根據(jù)動量定理，利用對作用時間的調(diào)整來控制作用力的大小．第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小為45m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01s，球棒對壘球的平均作用力有多大？第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】一質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由下落到一個沙坑里，若從小球接觸沙坑到小球陷至最低點經(jīng)歷了0.2s，則這段時間內(nèi)沙坑對小球的平均作用力為多少?（g取10m/s2，不計空氣阻力）第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月動量守恒定律和牛頓運動定律用牛頓運動定律推導(dǎo)動量守恒定律第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗探究氣墊導(dǎo)軌上進行實驗驗證：1、探究過程：（1）調(diào)整導(dǎo)軌使之處于水平狀態(tài)，并使光電計時器系統(tǒng)正常工作（2）導(dǎo)軌上一小車（m2）靜止，用另一質(zhì)量不同的小車（m1）與其碰撞，觀察并記錄兩小車滑片通過光電門時間（3）測量小車碰撞前后的速度，計算碰撞前后兩小車的總動量Go