动量、冲量、动量定理课件.ppt
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- 动量 冲量 定理 课件
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1、2022-12-201一、动量和冲量一、动量和冲量 1 1动量动量:物体的质量和速度的乘积叫做动量物体的质量和速度的乘积叫做动量p p =mvmv 动量是状态量,它与动量是状态量,它与时刻时刻相对应相对应 动量是矢量,它的方向动量是矢量,它的方向和速度的方向相同和速度的方向相同 相对性相对性 动量的变化动量的变化 ppp遵循遵循平行四边形定则平行四边形定则 (4)2022-12-202计算p的方法:1、如果初末动量在同一直线或者平、如果初末动量在同一直线或者平行,则在该直线上选定一个正方向,行,则在该直线上选定一个正方向,与正方向相同取正值,相反取负值,与正方向相同取正值,相反取负值,然后进行
2、代数运算。然后进行代数运算。2022-12-203例例1 1:一个质量是:一个质量是0.1kg0.1kg的钢球,以的钢球,以6m/s6m/s的速度水平的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以同一直线以6m/s6m/s的速度水平向左运动(如图)。碰的速度水平向左运动(如图)。碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?vv2022-12-2040pptp2022-12-205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的速度的速度斜射到坚硬的大理
3、石板上,入射的角度是斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是4545,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是4545,速,速度仍为度仍为2m/s2m/s,你能不能用作图法求出钢球动量,你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向?变化的大小和方向?2022-12-206 练、质量练、质量m m为为3kg3kg的小球,以的小球,以2m/s2m/s的速率绕的速率绕其圆心其圆心O O做匀速圆周运动,小球从做匀速圆周运动,小球从A A转到转到B B过过程中动量的变化为多少?从程中动量的变化为多少?从A A转到转到C C的过程中,的过程中,动量的变化又为多少?动量的变化又为多少?O
4、ABvc2022-12-207思考:如何使一静止物体获得动量思考:如何使一静止物体获得动量例:一质量为例:一质量为m的滑块,静止在光滑的滑块,静止在光滑的水平面上,对它施加一水平向右的水平面上,对它施加一水平向右的推力的推力F,经过时间,经过时间t后,就可以获后,就可以获得动量,这个动量有多大?得动量,这个动量有多大?FF2022-12-208启示:启示:p p=m=mv v =Ft=Ft1、使一静止物体获得动量的方法,施加、使一静止物体获得动量的方法,施加作用力,并维持作用一段时间。作用力,并维持作用一段时间。2、获得一定大的动量:、获得一定大的动量:a)用较大的力,则时间较短;)用较大的力
5、,则时间较短;b)用较小的力,则时间较长。)用较小的力,则时间较长。所以:对一定质量的物体,力所产生的改所以:对一定质量的物体,力所产生的改变物体速度的效果,是有变物体速度的效果,是有Ft这个物理量这个物理量决定的,我们称这个物理量为决定的,我们称这个物理量为 冲量冲量2022-12-2092 2冲量冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量力和力的作用时间的乘积叫做冲量 I I=FtFt 冲量是过程量,它与冲量是过程量,它与时间时间相对应相对应 冲量是矢量,由冲量是矢量,由力的方向力的方向决定决定 (3 3)冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功,)冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功,但一
6、定有冲量但一定有冲量 适用计算适用计算恒力恒力的冲量的冲量 2022-12-2010例例1 1、质量为、质量为m m的物体在光滑水平面上以速度的物体在光滑水平面上以速度v v匀速运匀速运动,受到一个跟水平方向成动,受到一个跟水平方向成角斜向上拉力作用后,角斜向上拉力作用后,经一段时间经一段时间t t速度变为速度变为vv,如图。求这段时间,如图。求这段时间t t内拉力内拉力的冲量和合力的冲量。的冲量和合力的冲量。冲量的计算冲量的计算2022-12-2011例例2 2、质量为、质量为m m的小球由高为的小球由高为H H倾角倾角为的光滑固定斜面顶端无初速滑为的光滑固定斜面顶端无初速滑到底端过程中,重
7、力、弹力、合到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?力的冲量各是多大?mH2022-12-20122022-12-2013例例4 4、静止在光滑水平桌面上的一个质量为、静止在光滑水平桌面上的一个质量为1kg1kg的物体,的物体,受到一个受到一个F F1 1=15N=15N的水平向右推力,经的水平向右推力,经4s4s后,将后,将F F1 1撤去,撤去,同时,又施加向左的水平拉力同时,又施加向左的水平拉力F F2 2=8N=8N,水平作用时间,水平作用时间3s3s,求这,求这7s7s内,外力对物体的总冲量的大小和方向。内,外力对物体的总冲量的大小和方向。如果这两个力同时作用了如果这两个力同时
8、作用了4s4s,则它们的总冲量又如何?,则它们的总冲量又如何?求几个力的总冲量时间,可先求各力的冲量,再求求几个力的总冲量时间,可先求各力的冲量,再求各冲量的矢量和;或先求合力,再求合力的冲量各冲量的矢量和;或先求合力,再求合力的冲量(适用于几个力同时作用)(适用于几个力同时作用)2022-12-2014例例5 5、在光滑水平桌面上静置一个物体,先用方向、在光滑水平桌面上静置一个物体,先用方向不变的水平力作用在物体上,已知力的大小随时间不变的水平力作用在物体上,已知力的大小随时间变化,如图,求变化,如图,求0-6s0-6s内作用力的总冲量。内作用力的总冲量。51510246t/sF/N力是变化
9、的,可把时间分成几段,求出每段的冲量,力是变化的,可把时间分成几段,求出每段的冲量,然后再把它们加起来。然后再把它们加起来。2022-12-2015例例6 6、一质量、一质量m=4m=410103 3kgkg的汽车,受到向右大小为的汽车,受到向右大小为3000N3000N的牵引力的牵引力F F,同时受到向左大小为,同时受到向左大小为1000N1000N的的摩擦阻力摩擦阻力f f作用,由静止开始,经过作用,由静止开始,经过t=10st=10s后。后。求在这段时间里求在这段时间里1 1、牵引力、牵引力F F的冲量的冲量 2 2、摩擦力、摩擦力f f的冲量的冲量3 3、合外力的冲量、合外力的冲量4
10、4、在这、在这10s10s内动量的变化量内动量的变化量2022-12-2016 冲量的大小只冲量的大小只决定于决定于力和力作用的时间力和力作用的时间;计算冲量必须要计算冲量必须要明确明确是哪个力在哪一段是哪个力在哪一段时间内的冲量时间内的冲量;此力的冲量与其它力无关此力的冲量与其它力无关.要要区别区别某个力的冲量和物体所受的冲量某个力的冲量和物体所受的冲量.F-t图象中面积表示力图象中面积表示力F的冲量的冲量2022-12-2017F FFFFFFFv=v0v=vtF F 作用了时间作用了时间 t t 质量为质量为M 的物体在水平恒力的物体在水平恒力F 的作用下,经的作用下,经过时间过时间t,
11、速度由,速度由v0 变为变为 vt,动量定理的推导:动量定理的推导:2022-12-2018FFv=v0v=vt F F 作用了时间作用了时间 t t 分析:分析:由牛顿第二定律知:由牛顿第二定律知:F=m a而加速度:而加速度:tvvat0tvvmFt00mvmvFtt整理得:0mvmvFttpI可以写成:2022-12-2019 1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量。2、数学表达式:一、动量定理:一、动量定理:vmvmpptFI合(3)、冲量是物体动量变化的原因、冲量是物体动量变化的原因3、动量定理表达的含义有以下几方面:、动量定理表达的含义有以下几方面:(1)、)、物体动量
12、变化的大小和它所受合外力冲量的大小相等物体动量变化的大小和它所受合外力冲量的大小相等(2)、)、物体动量变化的方向和它所受合外力冲量的方向相同物体动量变化的方向和它所受合外力冲量的方向相同动量定理动量定理2022-12-2020二、动量定理的适用范围:二、动量定理的适用范围:适用于恒力,也适用于随时间变化的变力。对于适用于恒力,也适用于随时间变化的变力。对于变力情况,动量定理中的变力情况,动量定理中的F应理解为变力在时间内应理解为变力在时间内的平均值;另外适用于长时间作用,也适用于短的平均值;另外适用于长时间作用,也适用于短时间作用情况。时间作用情况。2022-12-2021三、注意:三、注意
13、:1、动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出,故它、动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出,故它是牛顿第二定律的另一种形式,但是两者仍有很大区别:是牛顿第二定律的另一种形式,但是两者仍有很大区别:2、当几个力(恒力)同时作用于物体时,表达式中的冲量、当几个力(恒力)同时作用于物体时,表达式中的冲量理解为各个力的合冲量,几个力冲量的矢量和等于这几个力的理解为各个力的合冲量,几个力冲量的矢量和等于这几个力的合力冲量。合力冲量。(1)牛顿第二定律是一个瞬时关系式,它反映某瞬时物体所)牛顿第二定律是一个瞬时关系式,它反映某瞬时物体所受合外力与加速度之间关系(仅当合外力为恒定不变时,受合
14、外力与加速度之间关系(仅当合外力为恒定不变时,a为为恒量,整个过程与某瞬时是一致的);恒量,整个过程与某瞬时是一致的);(2)而动量定理是研究物体在合外力持续作用下,在一段)而动量定理是研究物体在合外力持续作用下,在一段时间里的累积效应,在这段时间时间里的累积效应,在这段时间 内,物体的动量获得增内,物体的动量获得增加加2022-12-2022(一)、应用动量定理(一)、应用动量定理解释现象解释现象:用动量定理解释现象可分为下列三中情况:用动量定理解释现象可分为下列三中情况:1、p一定,一定,t短则短则F大,大,t长则长则F小小2、F一定,一定,t短则短则p大,大,t长则长则p小小3、t一定,
15、一定,F短则短则p大,大,F长则长则p小小 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间的比值。由动动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理量定理Ft=Ft=p p得得F=F=P/tP/t,可见,动量的变化率等于物,可见,动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时,物体所受合力较体所受的合力。当动量变化较快时,物体所受合力较大,反之则小大,反之则小;当动量均匀变化时,物体所受合力为恒当动量均匀变化时,物体所受合力为恒力力.四、动量定理的应用:四、动量定理的应用:tP/tP/t02022-12-2023 应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被应用动量定理来解释鸡蛋下
16、落是否会被打破等有关问题打破等有关问题.2022-12-2024 用铁锤钉钉子,在铁锤的敲打下,钉子被钉进用铁锤钉钉子,在铁锤的敲打下,钉子被钉进去去,而不是使劲压钉子;,而不是使劲压钉子;工厂里,工人用冲床冲压板;工厂里,工人用冲床冲压板;轮船的码头上装有橡皮轮胎,轮船正准备停靠轮船的码头上装有橡皮轮胎,轮船正准备停靠码头的过程;码头的过程;搬运玻璃等易碎品时,箱子里放些碎纸、刨花、搬运玻璃等易碎品时,箱子里放些碎纸、刨花、泡沫塑料等;泡沫塑料等;跳远运动员跳在沙坑里;跳远运动员跳在沙坑里;篮球运动员接迎面飞来的篮球,手接触到球以篮球运动员接迎面飞来的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前
17、把球接住后,两臂随球后引至胸前把球接住 解释现象举例:解释现象举例:思考:杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在思考:杂技表演时,常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士大力士”身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么身上的大石块,石裂而人不伤,这是什么道理?道理?2022-12-2025总结:总结:在生活中,我们要得到很大的作用力,就在生活中,我们要得到很大的作用力,就要缩短力的作用时间;而有时需要延长力的作用要缩短力的作用时间;而有时需要延长力的作用时间来减小力的作用时间来减小力的作用2022-12-2026例例1 1、如图把重物、如图把重物G G压在纸带上,用一水平力缓缓拉压在纸带上,用一水平力缓
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