公開(kāi)課動(dòng)量定理

1、一、動(dòng)量和沖量一、動(dòng)量和沖量（1）定義：）定義：1、沖量、沖量（2）定義式：）定義式：國(guó)際單位是牛國(guó)際單位是牛秒秒（Ns）（4）沖量是）沖量是矢量矢量：（5）沖量是描述力的時(shí)間積累效應(yīng)的物理）沖量是描述力的時(shí)間積累效應(yīng)的物理量，是量，是過(guò)程量過(guò)程量，它與時(shí)間相對(duì)應(yīng)。，它與時(shí)間相對(duì)應(yīng)。某個(gè)力某個(gè)力F與其作用時(shí)間與其作用時(shí)間t的的乘積稱(chēng)為該力的乘積稱(chēng)為該力的沖量沖量。I =F t（3）單位：）單位：沖量的方向與力的方向沖量的方向與力的方向相同相同適用于計(jì)算恒力的沖量適用于計(jì)算恒力的沖量2 2、動(dòng)量、動(dòng)量（1 1）定義：）定義：（2 2）定義式：）定義式：（3 3）單位：）單位：（5 5）矢量性：）

2、矢量性：V指某一時(shí)刻的指某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度，動(dòng)，動(dòng)量是是量是是狀態(tài)量狀態(tài)量，對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻，對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻。（6 6）相對(duì)性：）相對(duì)性：物體的動(dòng)量與物體的動(dòng)量與參考系參考系的選擇有關(guān)的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以，中學(xué)階段常以地面地面作為參考系作為參考系P =P = m vm v在物理學(xué)中，物體的在物理學(xué)中，物體的質(zhì)量質(zhì)量m m和和速度速度v v的乘積叫做的乘積叫做動(dòng)量動(dòng)量。千克米每秒，符號(hào)是千克米每秒，符號(hào)是kgm/skgm/s是是矢量矢量，方向與瞬時(shí)，方向與瞬時(shí)V V方向相同。方向相同。（4 4）瞬時(shí)性：）瞬時(shí)性：討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系：討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系：思考：思考：mpmvEK2

3、2122kmEp22.2.動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量3.3.定量關(guān)系定量關(guān)系動(dòng)量發(fā)動(dòng)量發(fā)生變化生變化速度大小改變方向不變速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變速度大小和方向都改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能不變動(dòng)能不變1. 1.動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某一時(shí)刻的狀態(tài)動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某一時(shí)刻的狀態(tài)討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系：3、動(dòng)量的變化、動(dòng)量的變化物體的物體的末末動(dòng)量與動(dòng)量與初初動(dòng)量之動(dòng)量之矢量矢量差差叫做物體動(dòng)量的叫做物體動(dòng)量的變化變化.P=P2-P11.定義：定義：2.表達(dá)式：

4、表達(dá)式：=mv2- mv1=mv練習(xí)：一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度練習(xí)：一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖，質(zhì)點(diǎn)從位置運(yùn)動(dòng)，如圖，質(zhì)點(diǎn)從位置A開(kāi)始，經(jīng)開(kāi)始，經(jīng)1/2圓周，圓周，質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的變化量是多少質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的變化量是多少? vAABvBO解：解：以以vB方向?yàn)檎驗(yàn)榉较驗(yàn)檎?，因?yàn)関A - v ， vB v ，則則pvB - vA v - （ - v ）2v，動(dòng)量的變化量與動(dòng)量的變化量與vB同向同向【觀(guān)察觀(guān)察與思考與思考】生活中的這些現(xiàn)象都是什么原理呢？生活中的這些現(xiàn)象都是什么原理呢？FFv0vt F F 作用了時(shí)間作用了時(shí)間 t t 由牛頓第二定律知：由牛頓第二定律知：F =

5、m atvvmmaFt000ppmvmvFttt力和力的作用時(shí)間的乘積等于物體的動(dòng)量變化力和力的作用時(shí)間的乘積等于物體的動(dòng)量變化4、動(dòng)量定理、動(dòng)量定理物體所受合外力的沖量等于物體的物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化動(dòng)量變化F合合 t = mv2 mv1 （3）對(duì)動(dòng)量定理的理解）對(duì)動(dòng)量定理的理解沖量是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的沖量是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因原因。 沖量是物體動(dòng)量沖量是物體動(dòng)量 變化的變化的量度量度。合外力合外力的沖量。的沖量。若合外力是恒力，先求合力若合外力是恒力，先求合力F F合合再由求沖量再由求沖量F合合 t ；若全過(guò)程受力情況不同，先；若全過(guò)程受力情況不同，先求每個(gè)力的沖量再

6、求和求每個(gè)力的沖量再求和. .動(dòng)量定理表達(dá)式是動(dòng)量定理表達(dá)式是矢量式矢量式?！?”包含了包含了大小相等大小相等，方方向相同向相同兩層含義兩層含義（1）內(nèi)容：）內(nèi)容：（2）表達(dá)式）表達(dá)式I=p（4 4）動(dòng)量定理的適用范圍）動(dòng)量定理的適用范圍 1 1）動(dòng)量定理不僅適用于）動(dòng)量定理不僅適用于恒力恒力，也適用于隨時(shí)間變，也適用于隨時(shí)間變化的化的變力變力，動(dòng)量定理中的，動(dòng)量定理中的F F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；間內(nèi)的平均值； 2) 2) 動(dòng)量定理不僅可以解決動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，的問(wèn)題，還可以解決還可以解決曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問(wèn)題；中的

7、有關(guān)問(wèn)題； 3 3）動(dòng)量定理不僅適用于）動(dòng)量定理不僅適用于宏觀(guān)低速物體宏觀(guān)低速物體，還適用于，還適用于微觀(guān)微觀(guān)現(xiàn)象和現(xiàn)象和變速變速運(yùn)動(dòng)的物體。運(yùn)動(dòng)的物體。 動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn) ：（5 5）動(dòng)量定理與牛頓第二定律的關(guān)系）動(dòng)量定理與牛頓第二定律的關(guān)系 1）牛頓第二定律反映的是物體某一瞬時(shí)所牛頓第二定律反映的是物體某一瞬時(shí)所 受合外力與加速度之間的關(guān)系，兩者一一受合外力與加速度之間的關(guān)系，兩者一一對(duì)應(yīng)，是一個(gè)對(duì)應(yīng)，是一個(gè)， 2）動(dòng)量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用）動(dòng)量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用 下的下的，使物體的動(dòng)，使物體的動(dòng)量增加。量增加。D例例1質(zhì)量為質(zhì)量為m的鋼球自高處落下，以速

8、率的鋼球自高處落下，以速率v1碰地碰地，豎直向上彈回，碰撣時(shí)間極短，離地的速率為，豎直向上彈回，碰撣時(shí)間極短，離地的速率為v2。在碰撞過(guò)程中，地面對(duì)鋼球沖量的方向和大。在碰撞過(guò)程中，地面對(duì)鋼球沖量的方向和大小為（小為（ ）A、向下，、向下，m(v1-v2) B、向下，、向下，m(v1+v2)C、向上，、向上，m(v1-v2) D、向上，、向上，m(v1+v2)例例2 水水平面上一質(zhì)量為平面上一質(zhì)量為m的物體，在水的物體，在水平恒平恒 力力F作作用下，由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間用下，由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t 后撤后撤去外力，又經(jīng)過(guò)時(shí)間去外力，又經(jīng)過(guò)時(shí)間2t 物體停下來(lái)，設(shè)物體

9、所受阻物體停下來(lái)，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（力為恒量，其大小為（ ）F F / 2 F / 3 F / 4 Ff2ttf解解：對(duì)物體從開(kāi)始靜止到最終靜止整：對(duì)物體從開(kāi)始靜止到最終靜止整個(gè)過(guò)程個(gè)過(guò)程的受力如圖所示，的受力如圖所示，對(duì)整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)對(duì)整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)F方向?yàn)檎较?，有方向?yàn)檎较?，?F t f 3 t = 0得得 f=F/3C例例3 3 蹦床運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)扣人心弦的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。運(yùn)動(dòng)員在一蹦床運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)扣人心弦的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻騰，做出各種驚險(xiǎn)優(yōu)美的動(dòng)張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻騰，做出各種驚險(xiǎn)優(yōu)美的動(dòng)作?，F(xiàn)有一位質(zhì)量為作?，F(xiàn)有一位質(zhì)量

10、為50kg50kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2m3.2m的高處自由落下，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面的高處自由落下，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5m5m的高處。若這位運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為的高處。若這位運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2s1.2s，求網(wǎng)，求網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力的大小對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力的大小1cdffv【分析分析】：運(yùn)動(dòng)員先做自由落體運(yùn)動(dòng)，離網(wǎng)后再做豎：運(yùn)動(dòng)員先做自由落體運(yùn)動(dòng)，離網(wǎng)后再做豎 直上拋運(yùn)動(dòng)。直上拋運(yùn)動(dòng)。 兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都只受重力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都只受重力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求速度求速度 解：設(shè)豎直向上方向?yàn)檎较蚪猓涸O(shè)豎直向上

11、方向?yàn)檎较?運(yùn)動(dòng)員從運(yùn)動(dòng)員從h1h1處下落，剛觸網(wǎng)的速度為處下落，剛觸網(wǎng)的速度為 （方向向下）（方向向下） 運(yùn)動(dòng)員反彈到達(dá)高度運(yùn)動(dòng)員反彈到達(dá)高度h2h2，離網(wǎng)的速度為，離網(wǎng)的速度為 （方向向上）（方向向上） 在接觸網(wǎng)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員受向上的平均作用力在接觸網(wǎng)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員受向上的平均作用力F F和向下重力和向下重力mgmg，根據(jù)動(dòng)量定理，根據(jù)動(dòng)量定理1122 10 3.28/vghm s2222 10 510/vghm s21Fmg tmvmv1250FN根據(jù)動(dòng)量定理列式求解。根據(jù)動(dòng)量定理列式求解。寫(xiě)出研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合外力的沖寫(xiě)出研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合外力的沖量量（或各個(gè)外力的沖

12、量的矢量和）。（或各個(gè)外力的沖量的矢量和）。規(guī)定正方向。規(guī)定正方向。由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量，由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量，所以列式前要先規(guī)定一個(gè)正方向，和這個(gè)方向一致的矢量為正，所以列式前要先規(guī)定一個(gè)正方向，和這個(gè)方向一致的矢量為正，反之為負(fù)。反之為負(fù)。進(jìn)行受力分析。進(jìn)行受力分析。研究對(duì)象以外的物體施給研究對(duì)象的研究對(duì)象以外的物體施給研究對(duì)象的力為外力。所有外力之和為合外力。力為外力。所有外力之和為合外力。明確研究對(duì)象和研究過(guò)程。明確研究對(duì)象和研究過(guò)程。如果研究過(guò)程中的各個(gè)如果研究過(guò)程中的各個(gè)階段物體的受力情況不同，要分別計(jì)算它們的沖量，并求它們階段物體的受力情況不同，要分別計(jì)算

13、它們的沖量，并求它們的矢量和。的矢量和。4. 利用動(dòng)量定理解題的步驟：利用動(dòng)量定理解題的步驟：F合合 t = mv2 mv1 用動(dòng)量定理解釋用用動(dòng)量定理解釋用鐵錘釘釘子鐵錘釘釘子、人從高處跳、人從高處跳下本能的下本能的彎曲膝蓋彎曲膝蓋現(xiàn)象現(xiàn)象二、動(dòng)量定理二、動(dòng)量定理 的應(yīng)用：的應(yīng)用： 在實(shí)際應(yīng)用中，有的需要作用時(shí)間短，在實(shí)際應(yīng)用中，有的需要作用時(shí)間短，得到很大的作用力而被人們所利用，有的得到很大的作用力而被人們所利用，有的需要延長(zhǎng)作用時(shí)間需要延長(zhǎng)作用時(shí)間(即緩沖即緩沖)減小力的作用減小力的作用.分析：根據(jù)動(dòng)量定理分析：根據(jù)動(dòng)量定理 一定時(shí)，一定時(shí)，F(xiàn)與與t成反比成反比1.1.對(duì)于釘釘子：對(duì)于釘釘子：縮短作用時(shí)間，增大作用力縮短作用時(shí)間，增大作用力2.對(duì)于彎曲膝蓋：對(duì)于彎曲膝蓋：延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力。力。Ftp p【觀(guān)察觀(guān)察與思考與思考】 雞蛋從相同高度下落，分別與盤(pán)子和海綿墊接觸雞蛋從相同高度下落，分別與盤(pán)子和海綿墊接觸前的速度是相同的，也即前的速度是相同的，也即初動(dòng)量相同初動(dòng)量相同，碰撞后速度均，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即變?yōu)榱?，即末?dòng)量均為零末動(dòng)量均為零，因而在相互作用過(guò)程中雞，因而在相互作用過(guò)程中雞蛋的蛋的動(dòng)量變化相同動(dòng)量變化相同.而兩種情況下的相互作用