第16章第二節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理課件

第16章第二節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理課件第一頁(yè)，共53頁(yè)。一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)（如圖），碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？課堂練習(xí)1第一頁(yè)第二頁(yè)，共53頁(yè)。動(dòng)量的變化

p1、某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p'

跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即2、動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。PP′

p=p'-p3、同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：ΔPPP′ΔPP′PP′ΔPP′P′第二頁(yè)第三頁(yè)，共53頁(yè)。PP′不在同一直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)算，遵循平行四邊形定則：ΔPPP′ΔP也稱三角形法則：從初動(dòng)量的矢量末端指向末動(dòng)量的矢量末端動(dòng)量的變化

p第三頁(yè)第四頁(yè)，共53頁(yè)。2、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(shí)間極短，離地時(shí)速率為v2，在碰撞過(guò)程中，鋼球動(dòng)量變化為多少？課堂練習(xí)第四頁(yè)第五頁(yè)，共53頁(yè)。若速度變化,ΔEk可能為零kg·m2/s2

（J）標(biāo)量Ek=mv2/2動(dòng)能若速度變化,則Δp一定不為零kg·m/s（N·S）矢量p=mv動(dòng)量動(dòng)量與動(dòng)能有什么區(qū)別？動(dòng)量與動(dòng)能間量值關(guān)系：思考與討論第五頁(yè)第六頁(yè)，共53頁(yè)。思考與討論在前面所學(xué)的動(dòng)能定理中，我們知道，動(dòng)能的變化是由于力的位移積累即力做功的結(jié)果，那么，動(dòng)量的變化又是什么原因引起的呢？動(dòng)量的變化與速度的變化有關(guān)，而速度的變化是因?yàn)橛屑铀俣?，而牛頓第二定律告訴我們，加速度是由物體所受的合外力產(chǎn)生的。第六頁(yè)第七頁(yè)，共53頁(yè)。牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量的變化

設(shè)置物理情景：質(zhì)量為m的物體，在合力F的作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t，速度由v變?yōu)関’，如是圖所示：分析：由牛頓第二定律知：而加速度定義有：變形可得：F=m

a聯(lián)立可得：=⊿p/⊿t這就是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。表明動(dòng)量的變化與力的時(shí)間積累效果有關(guān)。第七頁(yè)第八頁(yè)，共53頁(yè)。１、定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間的乘積，叫做該力對(duì)這個(gè)物體的沖量I，用公式表示為

I=Ft2、單位：在國(guó)際單位制中，沖量的單位是?！っ?，符號(hào)是N·s

沖量(impulse)3、沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同4、沖量是過(guò)程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)第八頁(yè)第九頁(yè)，共53頁(yè)。力的空間積累使動(dòng)能發(fā)生變化N·m（J）標(biāo)量W=FS功力的時(shí)間積累使動(dòng)量發(fā)生變化N·S矢量I=Ft沖量沖量與功有什么區(qū)別？1、作用力與反作用力：作用力的沖量與反作用力的沖量總是等值、反向并在同一條直線上，但是作用力的功與反作用力的功不一定相等。2、內(nèi)力：對(duì)物體系統(tǒng)內(nèi)部，內(nèi)力作用的沖量的矢量和等于零，但內(nèi)力的功的代數(shù)和不一定為零。例：人在船上行走——人對(duì)船的作用力與船對(duì)人的反作用力的沖量的矢量和等于零，但是人對(duì)船的作用力和船對(duì)人的反作用力都做正功，使人和船的動(dòng)能都增加。思考與討論第九頁(yè)第十頁(yè)，共53頁(yè)。

t0F0FtO由圖可知F-t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的大小表示對(duì)應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。思考與討論如果在一段時(shí)間內(nèi)的作用力是一個(gè)變力，又該怎樣求這個(gè)變力的沖量？公式I=Ft中的F必須取平均值第十頁(yè)第十一頁(yè)，共53頁(yè)。動(dòng)量定理(theoremofmomentum)1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化，這就是動(dòng)量定理。2、表達(dá)式：或3、加深理解：1）物理研究方法：過(guò)程量可通過(guò)狀態(tài)量的變化來(lái)反映；2）表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；3）動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同：

合外力沖量的方向與合外力的方向或速度變化量的方向一致，但與初動(dòng)量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共53頁(yè)。動(dòng)量定理的適用范圍1、動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；2、動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問(wèn)題，將較難的計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問(wèn)題；3、動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過(guò)程，只考慮初末狀態(tài)。第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共53頁(yè)。如圖所示，一個(gè)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，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s。求球棒對(duì)壘球的平均作用力。

第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共53頁(yè)。動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象①△P一定，t短則F大，t長(zhǎng)則F小；由Ft=ΔP可知：②t一定，F(xiàn)大則△P大，F(xiàn)小則△P??；③F一定，t長(zhǎng)則△P大，t短則△P小。——緩沖裝置第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共53頁(yè)。1、在足球場(chǎng)上，你常看到運(yùn)動(dòng)員用頭去頂球的現(xiàn)象，試設(shè)想如果迎面飛來(lái)的不是足球而是一塊大石頭，他們會(huì)用頭去頂嗎？思考與討論2、用錘子使勁壓釘子，就很難把釘子壓入木塊中去，如果用錘子以一定的速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么？第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共53頁(yè)。3、雜技表演時(shí)，?？煽匆?jiàn)有人用鐵錘猛擊放在“大力士”身上的大石塊，石裂而人不傷，這又是為什么？思考與討論4、建筑工人或蹦極運(yùn)動(dòng)員身上綁的安全帶是有彈性的橡皮繩還是不易伸長(zhǎng)的麻繩？小實(shí)驗(yàn)非彈性繩斷橡皮繩不斷第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共53頁(yè)。生活中的應(yīng)用包裝用的泡沫材料第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共53頁(yè)。船靠岸時(shí)邊緣上的廢舊輪胎生活中的應(yīng)用第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共53頁(yè)。摩托車(chē)頭盔里的襯墊生活中的應(yīng)用第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共53頁(yè)?？茖W(xué)漫步1、汽車(chē)的碰撞試驗(yàn)1）汽車(chē)的安全氣囊的保護(hù)作用2）轎車(chē)前面的發(fā)動(dòng)機(jī)艙并不是越堅(jiān)固越好2、了解歷史上關(guān)于運(yùn)動(dòng)量度的爭(zhēng)論第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。

報(bào)道1、1962年，一架“子爵號(hào)”客機(jī)，在美國(guó)的伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機(jī)墜毀，十七人喪生。

報(bào)道2、1980年，一架英國(guó)的“鴿式”戰(zhàn)斗機(jī)在威夫士地區(qū)上空與一只禿鷹相撞，飛機(jī)墜毀，飛行員彈射逃生……問(wèn)題：小小飛禽何以能撞毀飛機(jī)這樣的龐然大物？思考與討論第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。1、已知鳥(niǎo)的質(zhì)量為1kg，身長(zhǎng)為15cm，鳥(niǎo)與飛機(jī)相撞面積S=0.01m2，飛機(jī)的速度為600m/s，試求鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的撞擊所產(chǎn)生壓強(qiáng)的大小。這道題，能給你帶來(lái)怎樣的思考呢？在我們的天空中飄浮著很多的太空垃圾，如火箭的碎片，衛(wèi)星的殘骸等等，這些人類文明的產(chǎn)物也在危險(xiǎn)著人類，所以我們面臨的問(wèn)題就是如何治理宇宙空間的這些垃圾？例題講練：第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。2、一質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由下落到一個(gè)軟墊上，若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2s，則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的沖量為多少？第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。3、質(zhì)量為2Kg的物體A，放在光滑的水平面上，受如圖F=10N的力作用了10秒，則在此過(guò)程中F的沖量大小是________，重力的沖量大小是___，支持力的沖量是____，合力的沖量是______，合力的沖量與各分量的關(guān)系是

。（g=10m/s2）第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。4、質(zhì)量為5kg的小球，從距地面高為20m處水平拋出，初速度為10m／s，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，從拋出到落地過(guò)程中，重力的沖量是（

）A、60N·s

B、80N·s

C、100N·s

D、120N·sC第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共53頁(yè)。課堂練習(xí)6、質(zhì)量為m的物體，以速率v沿半徑為R的圓，在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求物體運(yùn)動(dòng)半周所受的合力的沖量的大小。5、質(zhì)量為m的物體，靜止在足夠大的水平面上，物體與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有一水平恒力F作用于物體上，并使之加速前進(jìn)，經(jīng)t1秒后撤去恒力F，求物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。7、如圖所示，彈簧下方系了A、B兩個(gè)物體，質(zhì)量分別是mA和mB，二者中間用細(xì)繩相連.平衡后剪斷細(xì)繩，測(cè)得當(dāng)A上升的速度為v時(shí)，B的速度大小為u.求在二者分離后這段時(shí)間內(nèi)彈簧彈力對(duì)物體A的沖量.AB第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。8.兩個(gè)物體的質(zhì)量之比m1:m2=1:2.1.若動(dòng)能相等，則動(dòng)量之比p1:p2=

.2.若動(dòng)量相等，則動(dòng)能之比Ek1:Ek2=

.9.在水平面上有甲、乙兩物體，其質(zhì)量之比為m1:m2=1：2，與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，以相同的初動(dòng)能開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則兩物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止(1)通過(guò)的位移之比為(2)所用的時(shí)間之比為A.1：1.B.1：2.C.2：1.D.第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共53頁(yè)。10.有一宇宙飛船,正面面積為S,以速度v飛入宇宙微粒塵區(qū),塵區(qū)內(nèi)1m3的空間內(nèi)有n個(gè)微粒,每個(gè)微粒的平均質(zhì)量為m,設(shè)微粒塵與飛船碰撞后即附著在飛船上,要使飛船的速度保持不變,則飛船應(yīng)增加的牽引力大小為A.F=2nSmv2B.nSmv2/2C.nSmv2D.nSmv2/4第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。課堂練習(xí)11、水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的兩個(gè)物體上，作用一段時(shí)間后撤去推力，物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停下，兩物體的v-t圖像如圖所示，圖中AB∥CD，則A．F1的沖量大于F2的沖量B．F1的沖量小于F2的沖量C．兩物體受到的摩擦力大小相等D．兩物體受到的摩擦力大小不等tvOABCDF1F2第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共53頁(yè)。動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟1、確定研究對(duì)象：一般為單個(gè)物體；4、選定正方向，確定在物理過(guò)程中研究對(duì)象的動(dòng)量的變化；5、根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。2、明確物理過(guò)程：受力分析，求出合外力的沖量；3、明確研究對(duì)象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。?力的瞬時(shí)效果:牛頓第二定律F合=ma?力對(duì)空間的積累:動(dòng)能定理

W總=W1+W2+…=mv22/2-mv12/2?力對(duì)時(shí)間的積累:動(dòng)量定理

I合=F合t=p’-p=mv’-mv?功W=Fscos

(J)--標(biāo)量;恒力

?沖量I=Ft(N·s)--矢量;恒力?動(dòng)能Ek=mv2/2(J)--標(biāo)量

?動(dòng)量p=mv(kg·m/s)--矢量第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。1、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是（）A、沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量B、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量C、沖量是物體動(dòng)量變化的原因D、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量ABC鞏固練習(xí)2、如圖所示，試比較出A、B兩物體所受合力的大小及所受合力的沖量的大小。OptAB第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共53頁(yè)。

3、甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先停下來(lái)，甲物體又經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間停下來(lái)，下面敘述中正確的是（）A、甲物體受到的沖量大B、乙物體受到的沖量大C、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等D、無(wú)法判斷C4、玻璃杯從同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與水泥地撞擊過(guò)程中（）A、玻璃杯的動(dòng)量較大B、玻璃杯受到的沖量較大C、玻璃杯的動(dòng)量變化較大D、玻璃杯的動(dòng)量變化較快D第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。5、人從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都是讓腳尖先著地，這樣做是為了（）C6、將重物P壓住紙帶，當(dāng)用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物會(huì)隨紙帶一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶將會(huì)從重物下抽出，則下列解釋正確的是（）A、在緩緩拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的摩擦力較大B、在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的摩擦力較小C、在緩緩拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量較大D、在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量較小A、減小沖量B、減小動(dòng)量的變化量C、增長(zhǎng)與地面作用時(shí)間，從而減小沖力D、增大人對(duì)地面的壓強(qiáng)，起到安全作用CD第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。7.用20m/s的初速度將質(zhì)量為1kg的物體豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2,求：（1）拋出后3s末，物體動(dòng)量多大？（2）拋出后3s內(nèi)，物體動(dòng)量的變化大小、方向如何？8.一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球，在離地面80m高處以20m/s水平拋出，則拋出后3s的時(shí)間內(nèi)小球動(dòng)量的變化大小、方向如何？(取g=10m/s2)第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。8.質(zhì)量為m的物體,放在光滑的水平面上,用與水平方向成60

角斜向上力作用于該物體,F=20N,作用時(shí)間為t=1s,物體的位移為s=1m,則A.力F做的功為10JB.力F的沖量為10N?sC.物體動(dòng)能的變化是10JD.物體動(dòng)量的變化是10kg?m/s第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。9.關(guān)于物體的動(dòng)能和動(dòng)量，下列說(shuō)法正確的有A.動(dòng)能變化，動(dòng)量一定變化.B.動(dòng)能變化，動(dòng)量不一定變化.C.動(dòng)量變化，動(dòng)能一定變化.D.動(dòng)量變化，動(dòng)能不一定變化.第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共53頁(yè)。10.將一物體以某一初速度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,物體在空中飛行過(guò)程中A.任意1s內(nèi)物體動(dòng)量的變化都相等B.任意1s內(nèi)物體動(dòng)量的變化大小相等,方向不同C.任意1s內(nèi)小球動(dòng)能變化都相同D.物體動(dòng)量變化率是個(gè)常量第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。11.質(zhì)量為m=2kg的物體，自傾角為

=370的光滑斜面的頂端由靜止滑下，已知斜面的長(zhǎng)度為s=12m,g=10m/s2,物體由斜面的頂端下滑到底端的過(guò)程中.求:(1)重力做的功和重力的沖量

(2)支持力做的功和支持力的沖量(3)合力做的功和合力的沖量第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共53頁(yè)。12.用繩子系一質(zhì)量為m的小球，使其在光滑的水平面上作半徑為R、速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在小球運(yùn)動(dòng)半周的過(guò)程中.(1)繩的拉力F為多大？(2)小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為多少？

(3)拉力F的沖量為多大？第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。13.質(zhì)量為2kg的小球，自地面上方5m高度處自由釋放，落地后反彈起3.2m高度，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2.從釋放到小球上升至最大高度共經(jīng)歷2.0s時(shí)間，試求:小球與地面接觸過(guò)程中(1)合外力對(duì)小球的沖量大?。?）地面對(duì)小球沖量大?。?）地面對(duì)小球平均作用力的大?。?）小球從開(kāi)始下落到反彈到3.2m高處過(guò)程中地面對(duì)小球平均作用力的大小.（5）若小球與地面接觸時(shí)間為0.001s,則碰撞過(guò)程中地面對(duì)小球的平均作用力是多大?

第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。14.一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空中下落的過(guò)程稱為過(guò)程Ⅰ,進(jìn)入泥潭直到停止的過(guò)程稱為過(guò)程Ⅱ,不計(jì)空氣阻力,則:A.過(guò)程Ⅰ中鋼球動(dòng)量的改變量等于重力的沖量B.過(guò)程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過(guò)程Ⅰ中重力的沖量大小

C.過(guò)程Ⅱ中鋼珠克服阻力所做的功等于過(guò)程Ⅰ與過(guò)程Ⅱ中鋼珠減少的重力勢(shì)能之和

D.過(guò)程Ⅱ中損失的機(jī)械能等于過(guò)程Ⅰ中鋼珠增加的動(dòng)能第四十二頁(yè)第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。15.體重為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來(lái)，已知彈性安全帶緩沖時(shí)間是1.0s，安全帶原長(zhǎng)5.0m，則安全帶所受的平均沖力多大？（取g=10m/s2)16.靜止在空中的飛行器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)豎直向下每秒噴出m=4.0kg的氣體,噴出的氣體的速度為v=1000m/s,求飛行器受到的平均推力.第四十三頁(yè)第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。17.為估算池中睡蓮葉面承受液滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng),小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái),測(cè)得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45mm.查詢得知,當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s.據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無(wú)反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/m3)A.0.15PaB.0.54PaC.1.5PaD.5.4Pa第四十四頁(yè)第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。18.如圖,三個(gè)質(zhì)量相等的物體沿高度不同、水平投影相同的三個(gè)固定光滑斜面由靜止自由滑下，三個(gè)斜面的傾角分別為30°、45°和60°.比較三個(gè)物體到達(dá)斜面底端的過(guò)程中(1)重力沖量的大小(2)合外力沖量的大小(3)支持力沖量的大小123