學滬科版選修35 1.1探究動量變化與沖量的關系 課件（2）（43張）.ppt

1 1探究動量變化與沖量的關系 核心要點突破 課堂互動講練 課前自主學案 知能優(yōu)化訓練 1 1 課標定位 學習目標 1 理解動量與沖量的概念 2 理解動量定理及其表達式 3 會應用動量定理處理變力的沖量 求平均作用力 重點難點 動量定理的理解與應用 動量與沖量的區(qū)別與聯(lián)系 動量定理的應用 課標定位 課前自主學案 一 動量和沖量動量定理1 沖量 1 概念 力和 的乘積ft叫做沖量 2 公式 i ft 3 單位 國際單位制中是 符號是n s 4 矢量性 沖量是矢量 它的方向與 的方向相同 力的作用時間 牛頓秒 力 思考感悟1 一個物體靜止在水平面上一段時間 物體重力的沖量為零嗎 提示 不為零 盡管物體靜止 但物體受到重力 且作用了一段時間 所以重力沖量不為零 注 對沖量的理解和計算1 某個力的沖量僅由力和作用時間共同決定 與其他力是否存在及物體的運動狀態(tài)無關 2 沖量是過程量 它反映的是力在一段時間內(nèi)的積累效果 所以 它取決于力和時間兩個因素 較大的力在較短時間內(nèi)的積累效果 可以和較小的力在較長時間內(nèi)的積累效果相同 3 沖量是矢量 對恒力的沖量可直接用i ft計算 方向就是力的方向 如果力是變力 特別是力的方向發(fā)生變化 沖量的方向就不再是力的方向了 應該是平均作用力的方向 4 求合沖量的兩種方法 1 可分別求每一個力的沖量 再求各沖量的矢量和 2 如果各力的作用時間相同 也可以先求合力 再用i合 f合t求解 5 用圖像法求解變力的沖量f t圖像中 兩坐標軸所圍成的 面積 表示t時間內(nèi)力f的沖量 如圖1 1 1所示 圖1 1 1 特別提醒 求沖量時一定要明確是哪一個力在哪一段時間內(nèi)的沖量 這個力是變力還是恒力 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 用20n的拉力豎直向上拉重為15n的物體 2s內(nèi)物體所受合力的沖量大小為 a 70n sb 5n sc 40n sd 10n s解析 選d 先求合力 再求沖量 d項正確 2 動量 1 定義 物體的質(zhì)量m和速度v的乘積mv叫做動量 2 公式 p mv 3 單位 國際單位制中是千克米每秒 符號是 4 矢量性 動量是矢量 它的方向與 的方向相同 動量運算服從 法則 kg m s 速度 矢量的合成和分解 注 對動量和動量變化的理解1 對動量的理解 1 動量是狀態(tài)量 在談及動量時 必須明確是物體在哪個時刻或哪個狀態(tài)所具有的動量 2 動量的矢量性 動量是矢量 大小為mv 方向與v的方向相同 服從矢量運算法則 3 動量的相對性 由于物體的速度與參考系的選擇有關 因此物體的動量也與參考系的選擇有關 在中學階段 動量表達式中的速度一般是以地球為參照物的 2 動量的變化 1 定義 動量變化 p等于物體的末動量p 與初動量p的差 即 p p p 2 動量變化的方向 動量變化是矢量 動量變化的方向就是速度變化的方向 3 動量變化的計算 動量變化是矢量 其大小和方向可由p 與p的矢量差決定 而計算矢量差要用平行四邊形定則 共線的動量運算 先選定一個方向為正方向 可轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算 若 p 0 說明 p的方向與選取的正方向相同 若 p 0 說明 p的方向與選取的正方向相反 特別提醒 動量變化與速度變化在物理概念表示方法上相似 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 質(zhì)量為10kg的物體 當其速率由3m s變?yōu)?m s時 它的動量變化 p的大小不可能是 a 10kg m sb 50kg m sc 70kg m sd 90kg m s解析 選d 根據(jù)動量變化 p mv2 mv1知 當v1和v2的方向相同時 p mv2 mv1 10kg m s 動量變化最小 當v1和v2的方向相反時 p mv2 mv1 70kg m s 動量變化最大 所以10kg m s p 70kg m s 3 動量定理 1 內(nèi)容 物體所受合力的沖量等于物體的 2 公式 i p或ft 動量變化 p p 注 對動量定理的理解和應用1 對動量定理的理解 1 動量定理 物體所受合力的沖量等于物體的動量變化 ft p p末 p初 2 式子中的ft應是總沖量 它可以是合力的沖量 也可以是各力沖量的矢量和 還可以是外力在不同階段沖量的矢量和 3 動量定理具有普遍性 即不論物體的運動軌跡是直線還是曲線 作用力不論是恒力還是變力 幾個力作用的時間不論是相同還是不同都適用 4 動量定理反映了動量變化與合外力的沖量的因果關系 沖量是因 動量變化是果 思考感悟2 能否應用動量定理求解變力的沖量 提示 能 思考感悟 質(zhì)量為m的物體 沿著半徑為r的軌道以速率v做勻速圓周運動 求物體所受合力在半個周期內(nèi)的沖量 速度v0水平拋出一個質(zhì)量為1kg的物體 若在拋出后5s落地 5s落地 求它在3s內(nèi)的動量變化 后3s內(nèi)的動量變化 二 動量定理的應用理論分析 由動量定理可知 如果物體的動量變化一定 那么它受到的沖量也一定 因此作用時間越短 力就越大 作用時間越長 力就越小 思考感悟3 在進行跳高比賽時 為什么要放上很厚的海綿墊子 提示 人跳過橫桿后 可認為人做自由落體運動 落地時速度較大 人落到海綿墊子上時 可經(jīng)過較長的時間速度減小為零 在動量變化相同的情況下 人受到的沖力減小 對運動員起到保護作用 2 應用動量定理解決問題的一般步驟 選定研究對象 進行受力分析和運動的初 末狀態(tài)分析 選定正方向 由動量定理列式求解 特別提醒 動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運動 對微觀現(xiàn)象和高速運動仍然適用 即時應用 即時突破 小試牛刀 3 下面說法正確的是 a 物體所受合外力沖量越大 它的動量也越大b 物體所受合外力沖量不為零 它的動量一定要改變c 物體動量增量的方向 就是它所受沖量的方向d 物體所受合外力越大 它的動量變化就越快 課堂互動講練 關于沖量 下列說法中正確的是 a 沖量是物體動量變化的原因b 作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零c 動量越大的物體受到的沖量越大d 沖量的方向就是物體受力的方向 精講精析 力作用一段時間便有了沖量 而力作用一段時間后 物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化 物體的動量也發(fā)生了變化 因此說沖量使物體的動量發(fā)生了變化 a選項正確 只要有力作用在物體上 經(jīng)歷一段時間 這個力便有了沖量i ft 與物體處于什么狀態(tài)無關 物體運動狀態(tài)的變化情況 是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果 所以b選項不正確 物體所受沖量i ft與物體動量的大小p mv無關 c選項不正確 沖量是一個過程量 只有在某一過程中力的方向不變時 沖量的方向才與力的方向相同 故d選項不正確 答案 a 方法總結(jié) 力的沖量與物體運動狀態(tài)無關 只有力為恒力時 力的沖量的方向才與力的方向相同 一個質(zhì)量是0 1kg的鋼球 以6m s的速度水平向右運動 碰到一個堅硬的障礙物后被彈回 沿著同一直線以6m s的速度水平向左運動 碰撞前后鋼球的動量有沒有變化 思路點撥 動量是矢量 題中鋼球速度反向 說明速度發(fā)生變化 因此動量必發(fā)生變化 計算變化量時應規(guī)定正方向 精講精析 取向左的方向為正方向物體原來的動量 p1 mv1 0 1 6kg m s 0 6kg m s 彈回后物體的動量 p2 mv2 0 1 6kg m s 0 6kg m s 動量變化 p p2 p1 0 6kg m s 0 6kg m s 1 2kg m s 動量變化量為正值 表示動量變化量的方向向左 答案 有變化 變化量方向向左 大小為1 2kg m s 方法總結(jié) 動量及動量變化都是矢量 在進行動量變化的計算時應首先規(guī)定正方向 這樣各矢量中方向與正方向一致的取正值 方向與正方向相反的取負值 從而把矢量運算變成代數(shù)加減 下列幾種物理現(xiàn)象的解釋中 錯誤的是 a 砸釘子時不用橡皮錘 只是因為橡皮錘太輕b 跳高時在沙坑里填沙 是為了減小沖量c 推車時推不動是因為推力的沖量為零d 動量相同的兩個物體受到相同的制動力的作用 兩個物體將同時停下來 思路點撥 動量定理中的沖量是研究對象所受合外力的沖量 不是受到的某一個力的沖量 精講精析 砸釘子時不用橡皮錘 一是因為橡皮錘太輕 動量變化小 二是因為緩沖時間長 從而導致沖力小 跳高時在沙坑里填沙 是為了增長緩沖時間 減小沖力 推車時推不動 由i ft可知 推力沖量不為零 由動量定理得 動量相同的兩個物體受到相同的制動力 將一起停下來 故a b c錯誤 d正確 答案 abc 規(guī)律總結(jié) 利用動量定理分析問題時 要把哪個量不變 哪個量變化搞清楚 如圖1 1 2所示 質(zhì)量為1kg的鋼球從5m高處自由下落 又反彈到離地3 2m高處 若鋼球和地面之間的作用時間為0 1s 求鋼球所受地面的平均作用力 g取10n kg 思路點撥 鋼球著地后與地面間的相互作用力是變力 在解決該問題時通常把這種變力看成是一種平均效果力 即平均力 然后利用動量定理求解 答案 見自主解答 方法總結(jié) 1 由于動量定理表達式是一個矢量式 對同一直線上的作用過程 要選取正方向 2 要注意分清相互作用的過程 找出初 末狀態(tài)的動量和在此過程中物體的受力 變式訓練質(zhì)量m 500g