人教版高中物理选修3 5：动量与动量定理课件1.ppt

1、生活中的这些现象都是什么原理呢？生活中的这些现象都是什么原理呢？一、动量一、动量 上节的探究使我们看到，不论哪一种上节的探究使我们看到，不论哪一种形式碰撞，碰撞前后物体形式碰撞，碰撞前后物体“mv”“mv”的矢量的矢量和总保持不变。和总保持不变。mvp 物理学中把物理学中把mvmv定义为定义为动量动量，用，用p p表示。表示。笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动笛卡儿：最先提出动量具有守恒性思想，把运动物体的物体的质量质量和和速率速率的乘积叫做动量，忽略了动量的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。的方向性。牛顿：把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体牛顿：把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体

2、的的质量和速度的乘积质量和速度的乘积叫做动量，更清楚的表示动叫做动量，更清楚的表示动量的守恒性和方向性。量的守恒性和方向性。惠更斯：明确提出动量的守恒性惠更斯：明确提出动量的守恒性和方向性。和方向性。在物理学中，把物体的质量在物理学中，把物体的质量 m 和速度和速度 的乘积叫做的乘积叫做物体的动量物体的动量 p，用公式表示为，用公式表示为 在国际单位制中，动量的单位是千克在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号米每秒，符号是是 kgm/s是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。1.定义：定义：p=m2.单位：单位：3.对动量的理解对动量的理解

3、(2)瞬时性瞬时性:(1)矢量性矢量性:方向由速度方向决定方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同，与该时刻的速度方向相同(3)相对性相对性:与参考系的选择有关，一般与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。以地球为参考系。新 课 讲 授新 课 讲 授动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与方向与的方向相同的方向相同：（：（在同一直线上，采用代数运算在同一直线上，采用代数运算）4.动量的变化（动量的变化（p）（1）定义：定义：在某个过程中，物体的末动量与初动量的矢量在某个过程中，物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体差叫做物体动量的变化动量的变化

4、。（2）表达式：表达式：p=m动量的变化也叫动量的变化也叫动量的增量动量的增量或或动量的改变量动量的改变量。PPP例例2 2：一个质量是：一个质量是0.2kg0.2kg的钢球，以的钢球，以2m/s2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是入射的角度是4545，碰撞后被斜着弹，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是出，弹出的角度也是4545，速度大小，速度大小仍为仍为2m/s2m/s，用作图法求出钢球动量变，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？化大小和方向？POPtP例例3 3：一个质量为一个质量为m=1kgm=1kg的物体，以初速度的物体，以初速度v v0 0=

5、10m/s=10m/s水平抛水平抛出，求出，求（1 1）1s1s末物体的动量末物体的动量（2 2）1s 1s 内物体动量的变化量。内物体动量的变化量。vovtptpoPP 假设物体假设物体m只受到一个恒力只受到一个恒力F的作用，的作用，做匀变速直线运动。在时刻做匀变速直线运动。在时刻t物体的初速物体的初速度为度为v，在时刻在时刻t 的末速度为的末速度为v 请同学们自己推导请同学们自己推导(3分钟分钟)牛顿第二定律的另一种表达方式：牛顿第二定律的另一种表达方式：F=P/tvvat vvFmtFtmvmv1.定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积

6、叫做力的的冲量。冲量。2.公式：公式：I=Ft 3.单位单位(SI):牛牛秒（秒（Ns）(1)冲量是冲量是矢量矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。(2)冲量是过程量冲量是过程量，反映的是力对时间的积累效应。，反映的是力对时间的积累效应。4.关于冲量的几点理解关于冲量的几点理解(3)方向，方向，冲量是矢量，恒力的冲量与力的方向相同。冲量是矢量，恒力的冲量与力的方向相同。(3)冲量与功的区别。冲量与功的区别。例例2 2、放在水平面上质量为、放在水平面上质量为m m的物体，的物体，用一水平力用一水平力F F推它推它t t秒，但物体始终没秒，但物体始终

7、没有移动，则这段时间内有移动，则这段时间内F F对物体的冲量对物体的冲量为（为（）A A、0 B0 B、FtFtC C、mgt Dmgt D、不能确定不能确定FfFtmvmvpI（3）动量的变化率：）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得间的比值。由动量定理，得 ，可见，动量的变化率等，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。于物体所受的合力。pFt 解释：鸡蛋从高处下落是否会被打破？解释：鸡蛋从高处下落是否会被打破？鸡蛋从某一高度下落，分别与水泥地和海绵鸡蛋从某一高度下落，分别与水泥地和海绵垫接触中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况

8、垫接触中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与水泥地碰时作用时下的相互作用时间不同，与水泥地碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由 Ft=p 知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。海海 绵绵石石 头头 引入：引入：我们以我们以“匀变速直线运动匀变速直线运动”模型证明了动模型证明了动量定理。即物体受恒力的情景。但是碰撞量定理。即物体受恒力的情景。但是碰撞过程中或实际情景中，物体受到的都不是过程中或实际情景中，物体受

9、到的都不是恒力，那么我们可以如何简化处理呢？恒力，那么我们可以如何简化处理呢？在在变力变力情景下，可以采用情景下，可以采用“平均受力平均受力”简化简化处理处理F tm vm vIpmvmv 或或应用：应用：1 1、如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为0.18kg0.18kg的垒球，的垒球，以以25m/s25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度击后反向水平飞回，速度大小变为大小变为45m/s45m/s，设球棒，设球棒与垒球的作用时间为与垒球的作用时间为0.01s0.01s。求球棒对垒球的。求球棒对垒球的平均作用力。平均作用力。运用动量定理运用动

10、量定理解题步骤：解题步骤：（1）确定研究对象；）确定研究对象；（2）明确研究过程，对研究对象进行受力分）明确研究过程，对研究对象进行受力分析；析；（3）选定）选定正方向正方向；（4）找出物体的初末状态并确定相应的动量；）找出物体的初末状态并确定相应的动量；（5）根据动量定理列方程求解；）根据动量定理列方程求解；在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个

11、恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值。则该恒力就叫变力的平均值。4、动量定理的适用范围动量定理的适用范围:动量定理不但适用于恒力作用，动量定理不但适用于恒力作用，也适用于变力过程。对于也适用于变力过程。对于变力变力，动量定理中的，动量定理中的 F 应理解为应理解为变力在作用时间内的变力在作用时间内的平均值平均值。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。轮船码头上装有橡皮轮胎轮船码头上装有橡皮轮胎缓冲装置缓冲装置跳远时跳落在沙坑里跳远时跳落在沙坑里钉钉子用铁锤，而不用橡皮锤钉钉子用铁锤，而不用橡皮锤工厂里，工人用冲床冲压钢板工厂里，工人用冲

12、床冲压钢板一、动量一、动量1.质量和速度的乘积叫做物体的动量质量和速度的乘积叫做物体的动量2.公式：公式：p=m3.动量是矢量，方向与速度方向一致动量是矢量，方向与速度方向一致二、冲量二、冲量1.定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。2.公式：公式：I=Ft3.冲量是矢量，方向与作用力方向一致冲量是矢量，方向与作用力方向一致三、动量定理三、动量定理1.定义：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过定义：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。程中所受力的冲量。2.表达式：表达式：Ft=p p课 堂 总 结课 堂 总 结课后

13、作业：课后作业：1、自习书本中关于动量和动能、自习书本中关于动量和动能区别区别2、做书本后练习、做书本后练习1-5补：动量定理的定量计算补：动量定理的定量计算 1.1.一个质量为一个质量为0.18kg0.18kg的垒球以的垒球以25m/s25m/s的水平速度飞向的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s45m/s，设球棒与垒球的作用时间为，设球棒与垒球的作用时间为0.01s0.01s，设球棒对，设球棒对垒球的垒球的平均作用力平均作用力有多大？有多大？3.3.用用0.5kg0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为的铁锤钉

14、钉子，打击时铁锤的速度为4m/s4m/s，打击后铁锤的速度为，打击后铁锤的速度为0 0，设打击时间为，设打击时间为0.01s0.01s。质量为质量为2Kg2Kg的物体的物体A A，静止光滑的水平面上，受如图，静止光滑的水平面上，受如图F=10NF=10N的力作用了的力作用了10s10s，求：，求：在此过程中在此过程中F F的冲量；重力的冲量；支持力的冲量；合力的冲量；重力的冲量；支持力的冲量；合力的冲量。的冲量。600F五、常见的几种求冲量的方法五、常见的几种求冲量的方法2kpm E12kEpv表达式表达式 矢量性矢量性 作用作用效果效果 受多个力的受多个力的计算问题计算问题 冲量冲量 功功 IFtcosWFl矢量矢量标量标量改变改变动量动量改变改变动能动能平行四边形定平行四边形定则则求合冲量求合冲量代数运算法代数运算法则则求总功求总功五、冲量与功的比较五、冲量与功的比较六、动量定理与动能定理的比较六、动量定理与动能定理的比较表达式表达式 矢量性矢量性 物理物理意义意义 运用运用情景情景 动量动量定理定理 动能动能定理定理 0Imvmv22012Wmvmv矢量式矢量式标量式标量式反映了力反映了力的的时间积时间积累累效果效果反映了力反映了力的的空间积空间积累累效果效果一段一段时间时间内的速度内的速度变化问题变化问题一段一段位移位移内的速度内的速度变化问题变化问题