1.1 動(dòng)量和動(dòng)量定理課件31張PPT

1、第節(jié) 1動(dòng)量和動(dòng)量定理高中物理 選擇性必修第一冊(cè)第1章知道動(dòng)量的概念，理解物理學(xué)引入動(dòng)量概念的意義；知道動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的方向與物體速度的方向相同。知道動(dòng)量變化量的概念，會(huì)計(jì)算動(dòng)量的變化量，能將一維矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。知道沖量的定義；知道沖量反應(yīng)了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)；知道沖量是矢量，沖量的方向與力的方向相同。理解動(dòng)量定理，會(huì)根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理，并理解動(dòng)量定理和牛頓第二定律之間的聯(lián)系；會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)的現(xiàn)象、解決有關(guān)的問題；知道動(dòng)量定理在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)引入碰撞現(xiàn)象在生活中司空見慣。通常，雞蛋從高處落到堅(jiān)硬的盤子 里會(huì)破，但若落在較厚的軟墊上還會(huì)破嗎 ?本節(jié)我們學(xué)

2、習(xí) 了動(dòng)量、沖量和動(dòng)量定理后，便能解釋這類現(xiàn)象。一、動(dòng)量在游樂場(chǎng)開碰碰車，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的車去碰靜止的車，若運(yùn)動(dòng)的車的總質(zhì)量越大、車速越大，那么靜止的那輛車會(huì)被撞得越遠(yuǎn)。可見，碰撞產(chǎn)生的效果與碰撞物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)。實(shí)驗(yàn)：觀察小球的碰撞如圖 所示，將質(zhì)量相等的兩個(gè)鋼球 AB 并排懸掛起來。 把球 A 分別拉到不同高度釋放，去碰撞靜止的球 B ，觀察球 B 每次上升的最大高度。將球 A 換成質(zhì)量不同的鋼球，分別拉到同一高度釋放，再觀察球 B 每次上升的最大高度。由實(shí)驗(yàn)可知，從不同高度釋放同一鋼球，高度越高，被碰球上升越高;從同樣高度釋放質(zhì)量不同的鋼球，質(zhì)量越大，被碰球上升越高。由此可見，對(duì)同一被碰球

3、，其上升的高 度與碰撞球的質(zhì)量和碰前速度都有關(guān)。2.表達(dá)式：3.量性：矢量，其方向與速度方向相同4.單位：例1.下列關(guān)于動(dòng)量的說法中正確的是( )A質(zhì)量大的物體動(dòng)量一定大B質(zhì)量和速率都相同的物體的動(dòng)量一定相同C一個(gè)物體的速率改變，它的動(dòng)量不一定改變D一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，它的動(dòng)量一定改變D（1）某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p 跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即 （2）動(dòng)量變化的三種情況：大小變化、方向改變或大小和方向都改變。 PPp = p - p（3）同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：PPPPPPPPPP5.動(dòng)量的變化p例題：如圖所示，一質(zhì)量為 58 g 的網(wǎng)球

4、以 30 m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以 30 m/s 的速率水平返回。被球拍擊打前后，球的動(dòng)量分別是多少?球的動(dòng)量的變化量是多少?分析：根據(jù)動(dòng)量定義可求被擊打前后網(wǎng)球的動(dòng)量。由于球在被擊打前后的動(dòng)量在同一直線上，可利用同一直線上的矢量運(yùn)算法則計(jì)算動(dòng)量的變化量。例題：如圖所示，一質(zhì)量為 58 g 的網(wǎng)球以 30 m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以 30 m/s 的速率水平返回。被球拍擊打前后，球的動(dòng)量分別是多少?球的動(dòng)量的變化量是多少?說明：球被擊打前后，雖然動(dòng)量的大小沒有變化，但動(dòng)量的方向發(fā)生了改變，因此動(dòng)量發(fā)生了變化。求得動(dòng)量的變化量為負(fù)值，表示其方向與選定的正方向

5、相反。例題：如圖所示，一質(zhì)量為 58 g 的網(wǎng)球以 30 m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以 30 m/s 的速率水平返回。被球拍擊打前后，球的動(dòng)量分別是多少?球的動(dòng)量的變化量是多少?遷移：對(duì)同一條直線上的矢量運(yùn)算，正方向的選定是任意的。例題中，若選定水平向左為正方向，結(jié)果又如何？請(qǐng)計(jì)算并與例題的結(jié)果進(jìn)行比較。二、動(dòng)量定理加速度由牛頓第二定律知（1）定義：（3）單位：1. 沖量（4）量性：（5）物理意義：反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)（2）定義式：I=Ft力與力的作用時(shí)間的乘積，叫做力的沖量。牛秒，符號(hào)是Ns 矢量，方向跟這力的方向相同（6）沖量與功的區(qū)別作用力與反作用力：作用力的沖量與反

6、作用力的沖量總是等值、反向并在同一條直線上，但是作用力的功與反作用力的功不一定相等。內(nèi)力：對(duì)物體系統(tǒng)內(nèi)部，內(nèi)力作用的沖量的矢量和等于零，但內(nèi)力的功的代數(shù)和不一定為零。例如人在船上行走人對(duì)船的作用力與船對(duì)人的反作用力的沖量的矢量和等于零，但是人對(duì)船的作用力和船對(duì)人的反作用力都做正功，使人和船的動(dòng)能都增加。1.沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間積累效應(yīng)，求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量2.求合沖量的兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解提升：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m 的物體，在動(dòng)摩擦

7、因數(shù)為 的水平面上運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F 作用，經(jīng)過時(shí)間t，速度由v 增加到v.探討1：在時(shí)間t 內(nèi)拉力F的沖量和合外力的沖量各是多大？思考：【提示】Ft(Fmg)t.探討2：在此過程中，物體動(dòng)量的變化量是多大？【提示】mvmv.探討3：恒力F 的沖量與物體動(dòng)量的變化量相等嗎？【提示】不相等合外力的沖量(Fmg)t與動(dòng)量的變化量才相等 2、內(nèi)容： 3、表達(dá)式：或 4、加深理解：（1） 表明合力的沖量是動(dòng)量變化的原因；（2） 動(dòng)量定理是矢量式，注意正方向的選取。物體在一個(gè)過程中所受合外力的沖量等于物體在此過程中動(dòng)量的變化量。（3) 動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于變力。分析：男孩剛

8、觸地時(shí)動(dòng)量方向豎直向下，一段時(shí)間內(nèi)減小到 0，這一過程中地面對(duì)腳的作用力是變力。根據(jù)動(dòng)量定 理可求出落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力。例題：一個(gè)質(zhì)量為 60 kg 的男孩從高處跳下，以 5 m/s 的速度豎直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。( 1 )若男孩落地時(shí)屈膝 ，用了1 s 停下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力是多大?(2) 若男孩落地時(shí)沒有屈膝，只用了 0.1 s 就停下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力又是多大?例題：一個(gè)質(zhì)量為 60 kg 的男孩從高處跳下，以 5 m/s 的速度豎直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。( 1 )若男孩落地時(shí)屈膝 ，用了1 s 停

9、下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力是多大?(2) 若男孩落地時(shí)沒有屈膝，只用了 0.1 s 就停下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力又是多大?例題：一個(gè)質(zhì)量為 60 kg 的男孩從高處跳下，以 5 m/s 的速度豎直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。( 1 )若男孩落地時(shí)屈膝 ，用了1 s 停下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力是多大?(2) 若男孩落地時(shí)沒有屈膝，只用了 0.1 s 就停下來， 則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力又是多大?討論：兩種落地方式中，動(dòng)量的變化量相同，但所經(jīng)歷時(shí)間不同。作用時(shí)間越短，地面對(duì)人的平均作用力越大。因此，人從高處跳下時(shí)，為避免受傷，要盡量延長(zhǎng)觸地后

10、的緩沖時(shí)間， 以減小地面對(duì)人的作用力。由此，你能解釋雞蛋從高處落到軟墊上不容易破的原因嗎？遷移：如圖所示，一質(zhì)量為 58 g 的網(wǎng)球以 30 m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以 30 m/s 的速率水平返回。被球拍擊打前后，球的動(dòng)量分別是多少?球的動(dòng)量的變化量是多少?前面例題中，若球與球拍的接觸時(shí)間為 0.01 s， 球受到球拍擊打的平均作用力是多大？三、碰撞與緩沖的實(shí)例分析由Ft=P可知：P一定，t短則F大，t長(zhǎng)則F小；緩沖裝置t一定，F(xiàn)大則P大，F(xiàn)小則P??；F一定，t長(zhǎng)則P大，t短則P小。修路、建房時(shí)常用打窮機(jī)。打窮時(shí) ，打窮機(jī)將窮錘提到一定高度釋放，通過奈錘撞擊地面窮實(shí)地基。窮

11、錘質(zhì)量越大、提升高度越高、與地面的撞擊時(shí)間 越短，窮實(shí)地面就越有效為保證駕乘人員的安全，有的汽車在相關(guān)部位安裝了安全氣 囊，利用氣囊的形變來延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，減輕因劇烈碰撞而造成的對(duì)車內(nèi)人員的傷害本課小結(jié)1.動(dòng)量的理解2. 動(dòng)量的變化量（1）表達(dá)式：（2）量性：矢量，與速度變化量的方向相同（3）一維直線的情況下，規(guī)定正方向，化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)動(dòng)I=Ft3.沖量：力與力的作用時(shí)間的乘積，叫做力的沖量。4.沖量的計(jì)算5.物體在一個(gè)過程中所受合外力的沖量等于物體在此過程中動(dòng)量的變化量?；虍?dāng)堂檢測(cè)1. 關(guān)于物體的動(dòng)量，下列說法中正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向一定是該時(shí)刻的速度方向B.物體

12、的動(dòng)能若不變，則動(dòng)量一定不變C.動(dòng)量變化的方向一定和末動(dòng)量的方向相同D.動(dòng)量越大的物體，其慣性也越大解析：A對(duì)：動(dòng)量和速度都是矢量，由物體的動(dòng)量p=mv可知，運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量的方向一定是該時(shí)刻的速度方向。B錯(cuò)：物體的動(dòng)能若不變，則物體的速度大小不變，但速度方向可以改變，因此動(dòng)量可以改變。C錯(cuò)：動(dòng)量變化量的方向與末動(dòng)量的方向可能相同，也可能不同。D錯(cuò)：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，而物體的動(dòng)量p=mv取決于質(zhì)量與速度大小的乘積，因此動(dòng)量大的物體慣性不一定大。A2.關(guān)于力的沖量，下列說法正確的是（）A.力越大，力的沖量就越大B.作用在物體上的力大，力的沖量不一定大C.靜置于地面的物體受水平推力

13、F的作用，經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止，則此推力的沖量為零D.F1與作用時(shí)間t1的乘積F1t1在數(shù)值上等于F2與作用時(shí)間t2的乘積F2t2，則這兩個(gè)沖量相同解析：A錯(cuò)，B對(duì)：由沖量定義式 可知，力越大，力的沖量不一定越大，還與時(shí)間有關(guān)。C錯(cuò)：靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止，則此推力的沖量為Ft。D錯(cuò)：沖量是矢量，大小相等，若方向不同，則這兩個(gè)沖量不相同。B3.一個(gè)質(zhì)量為0.18 kg的壘球以20 m/s的水平速度向右飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?0 m/s，則這一過程動(dòng)量的變化量為（）A.大小10.8 kgm/s，方向向右B.大小10.8 kgm/s，方向向左C.大小3.6 kgm/s，方向向右D.大小3.6 kgm/s，方向向左B4. 一個(gè)質(zhì)量為 0.1 kg 的鋼球，以 6 m/s 的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到堅(jiān)硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以 6 m/s 的速度水平向左運(yùn)動(dòng)。碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？解：以向右