高中物理課件動量和動量定理

1、第第十十六六章章第第2節(jié)節(jié)新知預(yù)新知預(yù)習(xí)習(xí)巧設(shè)計巧設(shè)計 要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二要點(diǎn)三要點(diǎn)三名師課名師課堂堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關(guān)大沖關(guān) 隨堂檢測隨堂檢測歸納小結(jié)歸納小結(jié) 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升返回返回返回返回返回返回1理解動量和動量變化的概念。理解動量和動量變化的概念。2認(rèn)識沖量的概念，知道沖量是矢量。認(rèn)識沖量的概念，知道沖量是矢量。3理解動量定理的確切含義和表達(dá)式，理解動量定理的確切含義和表達(dá)式， 知道動量定理適用于變力。知道動量定理適用于變力。4會用動量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān)會用動量定理解釋現(xiàn)象和處理有關(guān) 問題。問題。返回返回 1動量和動量變化量動量和動量變化量 (

2、1)動量：動量： 定義：物體的定義：物體的 和和 的乘積。的乘積。 表達(dá)式：表達(dá)式：p 。 單位：單位： 。符號。符號kgm/s。 矢量性：方向與矢量性：方向與 的方向相同，其運(yùn)算遵守的方向相同，其運(yùn)算遵守 定則。定則。質(zhì)量質(zhì)量速度速度mv千克千克米米/秒秒速度速度平行四邊形平行四邊形返回返回 (2)動量變化量：動量變化量： 定義：物體在某段時間內(nèi)定義：物體在某段時間內(nèi) 與與 的矢量差的矢量差(也是矢量也是矢量)，p (矢量式矢量式)。 在同一條直線上的動量運(yùn)算：在同一條直線上的動量運(yùn)算： 選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示

3、，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算(此時的正、負(fù)此時的正、負(fù)號僅代表號僅代表 ，不代表大小，不代表大小)。 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)只要物體的速度只要物體的速度(大小、方向大小、方向)變化，動量變化，動量就一定變化，故動量變化量可表示為就一定變化，故動量變化量可表示為mv。末動量末動量初動量初動量p2p1方向方向返回返回 2動量定理動量定理 (1)沖量：沖量： 定義：力和力的作用定義：力和力的作用 的乘積。的乘積。 公式：公式：I 。 單位：單位： ，符號，符號 。 矢量性：沖量是矢量，其方向與矢量性：沖量是矢量，其方向與 的方向相同。的方向相同。 (2)動量定理：動

4、量定理： 內(nèi)容：物體在一個過程始末的內(nèi)容：物體在一個過程始末的 等于它在等于它在這個過程中所受力的這個過程中所受力的 。 公式：公式：mvmvFt或或 pI。時間時間Ft牛頓牛頓秒秒Ns力力動量變化量動量變化量沖量沖量p返回返回 (3)動量定理的應(yīng)用：動量定理的應(yīng)用： 碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，根據(jù)動量定理，在動量變化量碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，根據(jù)動量定理，在動量變化量相同的情況下要增大這種沖擊力就要設(shè)法相同的情況下要增大這種沖擊力就要設(shè)法 沖擊力的作沖擊力的作用時間。要防止沖擊力帶來的危害，就要減小沖擊力，設(shè)用時間。要防止沖擊力帶來的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法法 其作用時間。其作用時間。 關(guān)鍵一點(diǎn)關(guān)鍵

5、一點(diǎn)同一物體與不同接觸面碰撞時，要分析同一物體與不同接觸面碰撞時，要分析它們的作用力大小，必須在物體的動量變化量相同的條件它們的作用力大小，必須在物體的動量變化量相同的條件下考慮作用時間。下考慮作用時間。減少減少延長延長返回返回1關(guān)于動量的概念，下列說法中正確的是關(guān)于動量的概念，下列說法中正確的是 ()A動量大的物體慣性一定大動量大的物體慣性一定大B動量大的物體運(yùn)動得一定快動量大的物體運(yùn)動得一定快C動量相同的物體運(yùn)動方向一定相同動量相同的物體運(yùn)動方向一定相同D動量相同的物體速度小的慣性大動量相同的物體速度小的慣性大解析：解析：根據(jù)根據(jù)pmv可知，選項(xiàng)可知，選項(xiàng)A、B錯，錯，D對；動量是對；動量

6、是矢量，其方向就是速度的方向，故選項(xiàng)矢量，其方向就是速度的方向，故選項(xiàng)C正確。正確。答案：答案：CD返回返回2放在水平面上質(zhì)量為放在水平面上質(zhì)量為m的物體，用一水平力的物體，用一水平力F推它，作推它，作 用時間用時間t但物體始終沒有移動，則這段時間內(nèi)但物體始終沒有移動，則這段時間內(nèi)F對物體的對物體的沖量為沖量為()A0 BFtCmgt D無法判斷無法判斷解析：解析：對于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分，當(dāng)有力作用在物對于沖量概念應(yīng)與做功相區(qū)分，當(dāng)有力作用在物體上時，經(jīng)過一段時間的累積，該力就對物體有沖量。體上時，經(jīng)過一段時間的累積，該力就對物體有沖量。不管物體是否運(yùn)動，按照沖量的定義，物體受的沖量大不管

7、物體是否運(yùn)動，按照沖量的定義，物體受的沖量大小和方向只與小和方向只與F有關(guān)，大小等于有關(guān)，大小等于Ft，方向與，方向與F相同，因此相同，因此B項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。答案：答案：B返回返回3物體受到的沖量越大，則物體受到的沖量越大，則 ()A它的動量一定越大它的動量一定越大B它的動量變化一定越快它的動量變化一定越快C它的動量的變化量一定越大它的動量的變化量一定越大D它所受到的作用力一定越大它所受到的作用力一定越大解析：解析：由動量定理可知，沖量總是等于物體動量的變由動量定理可知，沖量總是等于物體動量的變化量，與物體的動量無關(guān)。選化量，與物體的動量無關(guān)。選C。答案：答案：C返回返回4以初速度以初速度v0

8、40 m/s豎直向上拋出物體，質(zhì)量為豎直向上拋出物體，質(zhì)量為4 kg，則，則 第第2秒末的動量為秒末的動量為_kgm/s，第，第5秒末動量為秒末動量為_kgm/s，從第，從第2秒末到第秒末到第5秒末動量的變化量為秒末動量的變化量為_kgm/s。(g取取10 m/s2，取初速度方向?yàn)檎较?，取初速度方向?yàn)檎较?解析：解析：第第2秒末的速度秒末的速度v2v0gt220 m/s，則，則p280 kgm/s；第；第5秒末的速度秒末的速度v5v0gt510 m/s，則，則p540 kgm/s,25秒內(nèi)秒內(nèi)pp5p2120 kgm/s答案：答案：8040120返回返回答案：答案：1 100 N方向豎直向

9、上方向豎直向上返回返回返回返回 1動量是狀態(tài)量動量是狀態(tài)量 進(jìn)行動量運(yùn)算時，要明確是哪一個物體在哪一個狀態(tài)進(jìn)行動量運(yùn)算時，要明確是哪一個物體在哪一個狀態(tài)(時刻時刻)的動量。公式的動量。公式pmv中的速度中的速度v是瞬時速度。是瞬時速度。 2動量是矢量動量是矢量 動量的方向與物體瞬時速度的方向相同。如果在一條直動量的方向與物體瞬時速度的方向相同。如果在一條直線上運(yùn)動，可以選定一個正方向，其正負(fù)就容易確定了。線上運(yùn)動，可以選定一個正方向，其正負(fù)就容易確定了。 3動量具有相對性動量具有相對性 物體的動量與參考系的選擇有關(guān)。選不同的參考系時，物體的動量與參考系的選擇有關(guān)。選不同的參考系時，同一個物體的

10、動量可能不同，通常在不指明的情況下，物體同一個物體的動量可能不同，通常在不指明的情況下，物體的動量是指物體相對地面的動量。的動量是指物體相對地面的動量。返回返回 4動量的變化量也是矢量動量的變化量也是矢量 pppmv為矢量表達(dá)式，其方向同為矢量表達(dá)式，其方向同v的方向。分析的方向。分析計算計算p以及判斷以及判斷p的方向時，如果物體在一條直線上運(yùn)動，就的方向時，如果物體在一條直線上運(yùn)動，就能直接選定一個正方向，矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算；當(dāng)不能直接選定一個正方向，矢量運(yùn)算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算；當(dāng)不在同一直線上運(yùn)動時，應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則運(yùn)算。在同一直線上運(yùn)動時，應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則運(yùn)算。 5動

11、量和動能的關(guān)系動量和動能的關(guān)系 (1)動量和動能都是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，動量是矢動量和動能都是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，動量是矢量，動能是標(biāo)量。物體的速度變化時，動量一定變化，但動能不量，動能是標(biāo)量。物體的速度變化時，動量一定變化，但動能不一定變化；物體的動能變化時，速度一定變化，動量一定變化。一定變化；物體的動能變化時，速度一定變化，動量一定變化。返回返回 1(2012北京市朝陽區(qū)統(tǒng)考北京市朝陽區(qū)統(tǒng)考)物體在運(yùn)動過程中加速度物體在運(yùn)動過程中加速度不不 為零，則下列說法正確的是為零，則下列說法正確的是 () A物體速度的大小一定隨時間變化物體速度的大小一定隨時間變化 B物體速度的方向一定

12、隨時間變化物體速度的方向一定隨時間變化 C物體動能一定隨時間變化物體動能一定隨時間變化 D物體動量一定隨時間變化物體動量一定隨時間變化 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥物體的加速度不為零時，速度的大小不一物體的加速度不為零時，速度的大小不一定變化，如勻速圓周運(yùn)動的物體。定變化，如勻速圓周運(yùn)動的物體。 返回返回 解析解析加速度不為零，說明其速度在變化，速度的改加速度不為零，說明其速度在變化，速度的改變存在三種情況：速度的方向不變，只是大小在變化變存在三種情況：速度的方向不變，只是大小在變化(動能動能也變化也變化)；速度的大小不變，只是方向在變化；速度的大小不變，只是方向在變化(動能不變動能不變)；速；速度的大小

13、和方向同時改變度的大小和方向同時改變(動能變化動能變化)。顯然，選項(xiàng)。顯然，選項(xiàng)A、B、C均錯誤；動量是矢量，只要速度改變，物體的動量就一定改均錯誤；動量是矢量，只要速度改變，物體的動量就一定改變，選項(xiàng)變，選項(xiàng)D正確。正確。 答案答案D返回返回 物體存在加速度物體存在加速度物體速度物體速度(大小、方向大小、方向)一定變化一定變化動量一定變化動量一定變化動能不一定變化。動能不一定變化。返回返回 1對沖量的理解對沖量的理解 (1)沖量是過程量：沖量描述的是作用在物體上的力對時間沖量是過程量：沖量描述的是作用在物體上的力對時間的積累效應(yīng)，與某一過程相對應(yīng)。的積累效應(yīng)，與某一過程相對應(yīng)。 (2)沖量的

14、矢量性：沖量是矢量，在作用時間內(nèi)力的方向不沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時間內(nèi)力的方向不變時，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，變時，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量變化量的方向相同。則沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量變化量的方向相同。 (3)沖量的絕對性：沖量僅由力和時間兩個因素決定，具有沖量的絕對性：沖量僅由力和時間兩個因素決定，具有絕對性。絕對性。 (4)沖量的單位：沖量與動量的單位關(guān)系是沖量的單位：沖量與動量的單位關(guān)系是1 Ns1 kgm/s。 返回返回 2沖量的計算沖量的計算 (1)某個力的沖量：僅由該力的大小和作用時間共

15、同決定，某個力的沖量：僅由該力的大小和作用時間共同決定，與其他力是否存在及物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，例如，一個物體與其他力是否存在及物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，例如，一個物體受幾個恒力作用處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，其中每一個受幾個恒力作用處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，其中每一個力的沖量均不為零。力的沖量均不為零。 (2)求合沖量：求合沖量： 如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則或用正交分解法求出。線上，求合沖量遵循平行四邊形定則或用正交分解法求出。 兩種方法：可分別求每一個力的沖量，再求各沖量的兩種方法：可分別求每一個力

16、的沖量，再求各沖量的矢量和，矢量和，I合合F1t1F2t2F3t3；如果各力的作用時；如果各力的作用時間相同，也可以先求合力，再用間相同，也可以先求合力，再用I合合F合合t求解。求解。 (3)變力的沖量可用動量定理求解。變力的沖量可用動量定理求解。返回返回 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛 (1)沖量是矢量，求沖量的大小時一定要注意是力與沖量是矢量，求沖量的大小時一定要注意是力與其對應(yīng)的時間的乘積。其對應(yīng)的時間的乘積。 (2)沖量的計算公式?jīng)_量的計算公式IFt適用于計算某個恒力的沖量。適用于計算某個恒力的沖量。若力為同一方向上均勻變化的力，該力的沖量可以用平均若力為同一方向上均勻變化的力，該力的沖量可以用平均

17、力計算，若力為一般的變力則不能直接計算沖量。力計算，若力為一般的變力則不能直接計算沖量。返回返回 2如圖如圖1621所示，一質(zhì)量所示，一質(zhì)量m3 kg的物體靜止在光滑水平面上，受到與水平方的物體靜止在光滑水平面上，受到與水平方向成向成60角的力作用，角的力作用，F(xiàn)的大小為的大小為9 N，經(jīng)，經(jīng)2 s時間，求：時間，求：(取取g10 N/kg) (1)物體重力沖量大小；物體重力沖量大?。?(2)物體受到的支持力沖量大??；物體受到的支持力沖量大??； (3)力力F的沖量大?。坏臎_量大??； (4)合外力的沖量大小。合外力的沖量大小。圖圖1621返回返回答案答案(1)60 Ns(2)44.4 Ns(3)

18、18 Ns(4)9 Ns返回返回 (1)沖量是描述力對其作用時間的累積效果，力越大，作沖量是描述力對其作用時間的累積效果，力越大，作用時間越長，沖量就越大。用時間越長，沖量就越大。 (2)沖量是一個過程量，學(xué)習(xí)沖量必須明確研究對象和作沖量是一個過程量，學(xué)習(xí)沖量必須明確研究對象和作用過程，即必須明確是哪個力在哪段時間內(nèi)對哪個物體產(chǎn)生用過程，即必須明確是哪個力在哪段時間內(nèi)對哪個物體產(chǎn)生的沖量。的沖量。 (3)某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。某個力的沖量的方向與合力的沖量方向不一定相同。 返回返回返回返回 (3)動量定理說明的是合外力的沖量與動量變化量的動量定理說明的是合外力的沖量與動

19、量變化量的關(guān)系，反映了力對時間的累積效應(yīng)，與物體的初、末動量關(guān)系，反映了力對時間的累積效應(yīng)，與物體的初、末動量以及某一時刻的動量無必然聯(lián)系，物體動量變化的方向與以及某一時刻的動量無必然聯(lián)系，物體動量變化的方向與合力的沖量的方向相同，物體在某一時刻的動量方向與合合力的沖量的方向相同，物體在某一時刻的動量方向與合力的沖量的方向無必然聯(lián)系。力的沖量的方向無必然聯(lián)系。 (4)動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動，也適動量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動，也適用于微觀物體的高速運(yùn)動。不論是變力還是恒力，不論幾用于微觀物體的高速運(yùn)動。不論是變力還是恒力，不論幾個力作用時間是同時還是不同時，不論物體的運(yùn)動軌

20、跡是個力作用時間是同時還是不同時，不論物體的運(yùn)動軌跡是直線還是曲線，動量定理都適用。直線還是曲線，動量定理都適用。返回返回 2動量定理的應(yīng)用動量定理的應(yīng)用 (1)定性解釋有關(guān)現(xiàn)象：定性解釋有關(guān)現(xiàn)象： 物體的動量變化量一定時，此時力的作用時間越短，力物體的動量變化量一定時，此時力的作用時間越短，力就越大；力的作用時間越長，力就越小。如：沖床沖壓工件時，就越大；力的作用時間越長，力就越小。如：沖床沖壓工件時，縮短力的作用時間，產(chǎn)生很大的作用力，而在輪渡碼頭上裝有縮短力的作用時間，產(chǎn)生很大的作用力，而在輪渡碼頭上裝有橡皮輪胎，搬運(yùn)玻璃等易碎物品時，包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、橡皮輪胎，搬運(yùn)玻璃等易碎物品

21、時，包裝箱內(nèi)放些碎紙、刨花、塑料等，都是為了延長作用時間，減小作用力。塑料等，都是為了延長作用時間，減小作用力。返回返回 作用力一定時，此時力的作用時間越長，動量變作用力一定時，此時力的作用時間越長，動量變化量越大；力的作用時間越短，動量變化量越小。如：化量越大；力的作用時間越短，動量變化量越小。如：用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時，石裂而不傷人，就用鐵錘猛擊放在某人身上的石板時，石裂而不傷人，就是由于鐵錘打擊石板的時間極短，鐵錘對石板的沖量很是由于鐵錘打擊石板的時間極短，鐵錘對石板的沖量很小，石板的動量幾乎不變，躺著的人才不會受傷害。小，石板的動量幾乎不變，躺著的人才不會受傷害。 返回返回 (

22、2)定量計算的一般步驟：定量計算的一般步驟： 確定研究對象，明確運(yùn)動過程。確定研究對象，明確運(yùn)動過程。 進(jìn)行受力分析，分析確定每個力的沖量，并求出合力進(jìn)行受力分析，分析確定每個力的沖量，并求出合力的沖量。的沖量。 選定正方向，確定初、末狀態(tài)的動量及物體動量的變選定正方向，確定初、末狀態(tài)的動量及物體動量的變化量?；?。 根據(jù)動量定理列方程求解。根據(jù)動量定理列方程求解。返回返回 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛 (1)應(yīng)用動量定理解題時，一定要對物體進(jìn)行受力分析，應(yīng)用動量定理解題時，一定要對物體進(jìn)行受力分析，明確各個力和合力是正確應(yīng)用動量定理的前提。明確各個力和合力是正確應(yīng)用動量定理的前提。 (2)列方程時一定要先選定正方向，嚴(yán)格使用矢量式。列方程時一定要先選定正方向，嚴(yán)格使用矢量式。 (3)變力的沖量一般通過求動量的變化量來求解。變力的沖量一般通過求動量的變化量來求解。返回返回 3籃球運(yùn)動是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動，為了檢籃球運(yùn)動是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動，為了檢測籃球的性能，某同學(xué)多次讓一籃球從測籃球的性能，某同學(xué)多次讓一籃球從h11.8 m處自由下處自由下落，測出籃球從開始下落至