高二物理動(dòng)量沖量動(dòng)量定理課件

動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)課前熱身能力·思維·方法延伸·拓展動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)課前熱身能力·思維1要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)一、動(dòng)量（p）1.定義：p=mv有大小和方向，是矢量.單位：kg·m·s-1.2.物理意義：描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.3.動(dòng)量變化：運(yùn)算應(yīng)用平行四邊形定則.如果運(yùn)動(dòng)變化在同一直線，那么選定一個(gè)正方向，動(dòng)量變化運(yùn)算便簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算：△p=p2-p1=mv2-mv1.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)一、動(dòng)量（p）2要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)二、沖量（I）1.定義：I=F·t有大小和方向，是矢量.單位：N·s.2.物理意義：描述力在某段時(shí)間內(nèi)積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)二、沖量（I）3要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.沖量的計(jì)算：恒力的沖量可用I=F·t計(jì)算.變力指大小和方向改變的力、沖量不能用F·t計(jì)算.一般是根據(jù)動(dòng)量定理，用動(dòng)量改變量ΔP來(lái)計(jì)算.4.沖量是指某個(gè)力而言，計(jì)算某一個(gè)力沖量與其他力無(wú)關(guān).而求對(duì)一個(gè)物體的沖量一般指的是合外力沖量.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.沖量的計(jì)算：恒力的沖量可用I=F·t4要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)三、動(dòng)量定理1.定理內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它動(dòng)量的變化的表達(dá)式：Ft=mv′-mv.2.動(dòng)量定理是根據(jù)牛頓第二定律F=ma、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=v0+at和力F是恒定的情況下推導(dǎo)出來(lái)的.因此能用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式能解的恒力問(wèn)題，凡不涉及加速度和位移的，用動(dòng)量定理求解較為方便.同時(shí)要注意的是，動(dòng)量定理也適用于隨時(shí)間變化的變力問(wèn)題.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)三、動(dòng)量定理5要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.牛頓第二定律的動(dòng)量表達(dá)式為F=(p′-p)/△t，要用其解釋一些生活中現(xiàn)象.(如玻璃杯落在水泥地摔碎而落在地毯上無(wú)事)4.應(yīng)用動(dòng)量定理解題的步驟：（1）選取研究對(duì)象；（2）確定所研究的物理過(guò)程及初、末狀態(tài)；（3）分析研究過(guò)程中物體的受力情況；（4）根據(jù)動(dòng)量定理形式，規(guī)定正方向；（5）解方程、統(tǒng)一單位、求解.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.牛頓第二定律的動(dòng)量表達(dá)式為F=(p′6課前熱身1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成角的拉力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t速度達(dá)到v，在這段時(shí)間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是(D)A.Ft，0B.Ftcos,0C.mv,0D.Ft,mgt課前熱身1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成7課前熱身2.一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度v垂直射向墻壁，碰撞后又以相同的速度反彈回來(lái)，小球受到的沖量大小是(C)A.mvB.mv/2C.2mvD.0課前熱身2.一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度v垂直射向墻壁，碰8課前熱身3.人從高處跳到低處時(shí)，一般都是讓腳尖先著地，下列解釋正確的是(C)A.減小沖量B.使動(dòng)量的增量變得更小C.增長(zhǎng)與地面的沖擊時(shí)間，從而減小沖力D.增大人對(duì)地的壓強(qiáng)，起到安全作用.課前熱身3.人從高處跳到低處時(shí)，一般都是讓腳尖先著地，9課前熱身4.兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m2，當(dāng)它們的動(dòng)能相等時(shí)，它們的動(dòng)量大小之比是.課前熱身4.兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m10課前熱身5.質(zhì)量為300g的壘球以30m/s的速度飛來(lái)，隊(duì)員用木棒擊球，球反向彈回的速率是30m/s，則壘球受到的沖量大小是18N·S.課前熱身5.質(zhì)量為300g的壘球以30m/s的速度飛來(lái)11能力·思維·方法【例1】如圖5-1-1所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30°高為h=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過(guò)程中，求：（1）重力的沖量；（2）支持力的沖量；（3）合外力的沖量.(g=10m/s2)能力·思維·方法【例1】如圖5-1-1所示，質(zhì)量為2kg的物12能力·思維·方法【解析】求某個(gè)力的沖量時(shí)，只有恒力才能用公式I=F·t，而對(duì)于變力一般用動(dòng)量定理求解，此題物體下滑過(guò)程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時(shí)間便可用I=Ft求解.由牛頓第二定律F=ma得下滑的加速度a=g·sin=5m/s2.能力·思維·方法【解析】求某個(gè)力的沖量時(shí)，只有恒力才能用公式13能力·思維·方法由s=(1/2)at2得下滑時(shí)間，所以重力的沖量IG=mg·t=2×10×2=40N·s.支持力的沖量IF=F·t=mgcos30°·t=20N·s，合外力的沖量IF合=F合·t=mgsin30°·t=20N·s.能力·思維·方法由s=(1/2)at2得下滑時(shí)間，14能力·思維·方法【解題回顧】某個(gè)力的沖量與合外力的沖量要注意區(qū)分.如5-1-2圖，物重10N，放在桌面上靜止不動(dòng)，經(jīng)歷時(shí)間10秒鐘，重力的沖量不是0而是IG=G·t=10×10=100N·s.能力·思維·方法【解題回顧】某個(gè)力的沖量與合外力的沖量要注意15【例2】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶，重物跟著一起運(yùn)動(dòng)；若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下面抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說(shuō)法(CD)A.在緩緩拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間的摩擦力大B.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的摩擦力小C.在緩緩拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量可能大D.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量可能小【例2】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)16【解析】在緩緩拉動(dòng)時(shí)，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉動(dòng)時(shí)，它們之間的作用力是滑動(dòng)摩擦力.由于滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)(μ是動(dòng)摩擦因數(shù))，而最大靜摩擦力fm=μmN(μm是靜摩擦系數(shù))且μ=μm.一般情況下可以認(rèn)為f=fm即滑動(dòng)摩擦力f近似等于最大靜摩擦力fm.因此，一般情況是：緩拉，摩擦力??；快拉，摩擦力大，故判斷A、B都錯(cuò).緩拉紙帶時(shí)，摩擦力雖小些，但作用時(shí)間可以很長(zhǎng)，故重物獲得的沖量，即動(dòng)量的改變量可以很大，所以能把重物帶動(dòng)；快拉時(shí)，摩擦力雖大些，但作用時(shí)間很短，故沖量小，所以重物動(dòng)量的改變量小.因此答案C、D正確.【解析】在緩緩拉動(dòng)時(shí)，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉17能力·思維·方法【例3】某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m.在著地過(guò)程中，對(duì)他雙腳的平均作用力估計(jì)為(B)A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍能力·思維·方法【例3】某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后18能力·思維·方法【解析】本題問(wèn)題情景清晰，是一道應(yīng)用動(dòng)量定量解釋物理現(xiàn)象的好題.為了使得從高處跳下時(shí)減少地面對(duì)雙腿的沖擊力，應(yīng)減少h—跳下前的高度；增大△h—雙腳彎曲時(shí)重心下移的距離.即不宜筆直跳下，應(yīng)先蹲下后再跳，著地時(shí)應(yīng)盡可能向下彎曲身體，增大重心下降的距離.實(shí)際操作中，還有很多方法可以緩沖地面的作用力.如先使前腳掌觸地等.也可同樣運(yùn)用動(dòng)量定理解釋.對(duì)本題分析如下：下落2m雙腳剛著地時(shí)的速度為v=.觸地后，速度從v減為0的時(shí)間可以認(rèn)為等于雙腿彎曲又使重心下移△h=0.5m所需時(shí)間.在估算過(guò)程中，可把地面對(duì)他雙腳的力簡(jiǎn)化為一個(gè)恒力，故重心下降過(guò)程可視為勻減速過(guò)程.從而有:能力·思維·方法【解析】本題問(wèn)題情景清晰，是一道應(yīng)用動(dòng)量定量19能力·思維·方法△t=△h/v平均=△h/(v/2)=2△h/v.在觸地過(guò)程中，有（N-mg）△t=m△v，即N=mg+m△v/△t=mg+mv/(2△h/v)=mg+mv2/2h,=mg+mgh/△h=5mg.因此答案B正確.【解題回顧】題中的（N-mg）△t=m△v,許多同學(xué)在獨(dú)立做題時(shí)容易做成N△t=m△v而得出N=4mg的錯(cuò)誤結(jié)論.能力·思維·方法△t=△h/v平均=△h/(v/2)=2△20延伸·拓展【例5】據(jù)報(bào)載：1962年，一架“子爵號(hào)”客機(jī)，在美國(guó)伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機(jī)墜毀，十七人喪生，1980年，一架英國(guó)“鴿式”戰(zhàn)斗機(jī)在威夫士地區(qū)上空與一只禿鷹相撞，飛機(jī)墜毀，飛行員彈射逃生.小小的飛禽何以能撞毀飛機(jī)這樣的龐然大物？下面我們通過(guò)簡(jiǎn)要計(jì)算來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題.延伸·拓展【例5】據(jù)報(bào)載：1962年，一架“子爵號(hào)”客機(jī)，在21延伸·拓展【解析】設(shè)鳥(niǎo)的質(zhì)量m=1.0kg，鳥(niǎo)的身長(zhǎng)L=15cm（除去毛），鳥(niǎo)與飛機(jī)相撞面積S=0.01m2，相撞前鳥(niǎo)的速度約為0（因遠(yuǎn)小于飛機(jī)速度），相撞后其速度與飛機(jī)相同.飛機(jī)飛行速度v=600m/s（現(xiàn)代超音速飛機(jī)的飛行速度是聲速的二到三倍），因飛機(jī)質(zhì)量M>m,故相撞過(guò)程中飛機(jī)速度不變，因此，撞擊時(shí)間t=L/v=0.15/600s=2.5×10-4s.延伸·拓展【解析】設(shè)鳥(niǎo)的質(zhì)量m=1.0kg，鳥(niǎo)的身長(zhǎng)L=1522

取鳥(niǎo)為研究對(duì)象，因撞擊時(shí)間極短，因此可認(rèn)為撞擊時(shí)間內(nèi)，鳥(niǎo)受到飛機(jī)對(duì)它的撞擊力為F.根據(jù)動(dòng)量定理可得：F·t=mv1-mv0F=(mv1-mv0)/t=1.0×600/2.5×10-4N=2.4×106N.這里所求出的撞擊力F，實(shí)際上只是撞擊時(shí)間內(nèi)的平均值，可近似認(rèn)為撞擊力的峰值Fm=2F=4.8×106N.

根據(jù)牛頓第三定律可知，鳥(niǎo)與飛機(jī)相撞時(shí)，飛機(jī)所受的最大撞擊力亦為4.8×106N，這樣巨大的撞擊力對(duì)撞擊表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)P=F/S=4.8×106/0.01=4.8×108Pa，這樣巨大的壓強(qiáng)造成機(jī)毀鳥(niǎo)亡的結(jié)果是不稀奇的.取鳥(niǎo)為研究對(duì)象，因撞擊時(shí)間極短，因此可認(rèn)為撞擊時(shí)間內(nèi)，鳥(niǎo)23動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)課前熱身能力·思維·方法延伸·拓展動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)課前熱身能力·思維24要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)一、動(dòng)量（p）1.定義：p=mv有大小和方向，是矢量.單位：kg·m·s-1.2.物理意義：描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.3.動(dòng)量變化：運(yùn)算應(yīng)用平行四邊形定則.如果運(yùn)動(dòng)變化在同一直線，那么選定一個(gè)正方向，動(dòng)量變化運(yùn)算便簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算：△p=p2-p1=mv2-mv1.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)一、動(dòng)量（p）25要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)二、沖量（I）1.定義：I=F·t有大小和方向，是矢量.單位：N·s.2.物理意義：描述力在某段時(shí)間內(nèi)積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)二、沖量（I）26要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.沖量的計(jì)算：恒力的沖量可用I=F·t計(jì)算.變力指大小和方向改變的力、沖量不能用F·t計(jì)算.一般是根據(jù)動(dòng)量定理，用動(dòng)量改變量ΔP來(lái)計(jì)算.4.沖量是指某個(gè)力而言，計(jì)算某一個(gè)力沖量與其他力無(wú)關(guān).而求對(duì)一個(gè)物體的沖量一般指的是合外力沖量.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.沖量的計(jì)算：恒力的沖量可用I=F·t27要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)三、動(dòng)量定理1.定理內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于它動(dòng)量的變化的表達(dá)式：Ft=mv′-mv.2.動(dòng)量定理是根據(jù)牛頓第二定律F=ma、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=v0+at和力F是恒定的情況下推導(dǎo)出來(lái)的.因此能用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式能解的恒力問(wèn)題，凡不涉及加速度和位移的，用動(dòng)量定理求解較為方便.同時(shí)要注意的是，動(dòng)量定理也適用于隨時(shí)間變化的變力問(wèn)題.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)三、動(dòng)量定理28要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.牛頓第二定律的動(dòng)量表達(dá)式為F=(p′-p)/△t，要用其解釋一些生活中現(xiàn)象.(如玻璃杯落在水泥地摔碎而落在地毯上無(wú)事)4.應(yīng)用動(dòng)量定理解題的步驟：（1）選取研究對(duì)象；（2）確定所研究的物理過(guò)程及初、末狀態(tài)；（3）分析研究過(guò)程中物體的受力情況；（4）根據(jù)動(dòng)量定理形式，規(guī)定正方向；（5）解方程、統(tǒng)一單位、求解.要點(diǎn)·疑點(diǎn)·考點(diǎn)3.牛頓第二定律的動(dòng)量表達(dá)式為F=(p′29課前熱身1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成角的拉力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t速度達(dá)到v，在這段時(shí)間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是(D)A.Ft，0B.Ftcos,0C.mv,0D.Ft,mgt課前熱身1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成30課前熱身2.一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度v垂直射向墻壁，碰撞后又以相同的速度反彈回來(lái)，小球受到的沖量大小是(C)A.mvB.mv/2C.2mvD.0課前熱身2.一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度v垂直射向墻壁，碰31課前熱身3.人從高處跳到低處時(shí)，一般都是讓腳尖先著地，下列解釋正確的是(C)A.減小沖量B.使動(dòng)量的增量變得更小C.增長(zhǎng)與地面的沖擊時(shí)間，從而減小沖力D.增大人對(duì)地的壓強(qiáng)，起到安全作用.課前熱身3.人從高處跳到低處時(shí)，一般都是讓腳尖先著地，32課前熱身4.兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m2，當(dāng)它們的動(dòng)能相等時(shí)，它們的動(dòng)量大小之比是.課前熱身4.兩小球的質(zhì)量分別是m1和m2，且m1=2m33課前熱身5.質(zhì)量為300g的壘球以30m/s的速度飛來(lái)，隊(duì)員用木棒擊球，球反向彈回的速率是30m/s，則壘球受到的沖量大小是18N·S.課前熱身5.質(zhì)量為300g的壘球以30m/s的速度飛來(lái)34能力·思維·方法【例1】如圖5-1-1所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30°高為h=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過(guò)程中，求：（1）重力的沖量；（2）支持力的沖量；（3）合外力的沖量.(g=10m/s2)能力·思維·方法【例1】如圖5-1-1所示，質(zhì)量為2kg的物35能力·思維·方法【解析】求某個(gè)力的沖量時(shí)，只有恒力才能用公式I=F·t，而對(duì)于變力一般用動(dòng)量定理求解，此題物體下滑過(guò)程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時(shí)間便可用I=Ft求解.由牛頓第二定律F=ma得下滑的加速度a=g·sin=5m/s2.能力·思維·方法【解析】求某個(gè)力的沖量時(shí)，只有恒力才能用公式36能力·思維·方法由s=(1/2)at2得下滑時(shí)間，所以重力的沖量IG=mg·t=2×10×2=40N·s.支持力的沖量IF=F·t=mgcos30°·t=20N·s，合外力的沖量IF合=F合·t=mgsin30°·t=20N·s.能力·思維·方法由s=(1/2)at2得下滑時(shí)間，37能力·思維·方法【解題回顧】某個(gè)力的沖量與合外力的沖量要注意區(qū)分.如5-1-2圖，物重10N，放在桌面上靜止不動(dòng)，經(jīng)歷時(shí)間10秒鐘，重力的沖量不是0而是IG=G·t=10×10=100N·s.能力·思維·方法【解題回顧】某個(gè)力的沖量與合外力的沖量要注意38【例2】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶，重物跟著一起運(yùn)動(dòng)；若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下面抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說(shuō)法(CD)A.在緩緩拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間的摩擦力大B.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的摩擦力小C.在緩緩拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量可能大D.在迅速拉動(dòng)時(shí)，紙帶給重物的沖量可能小【例2】如圖5-1-3把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)39【解析】在緩緩拉動(dòng)時(shí)，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉動(dòng)時(shí)，它們之間的作用力是滑動(dòng)摩擦力.由于滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)(μ是動(dòng)摩擦因數(shù))，而最大靜摩擦力fm=μmN(μm是靜摩擦系數(shù))且μ=μm.一般情況下可以認(rèn)為f=fm即滑動(dòng)摩擦力f近似等于最大靜摩擦力fm.因此，一般情況是：緩拉，摩擦力?。豢炖?，摩擦力大，故判斷A、B都錯(cuò).緩拉紙帶時(shí)，摩擦力雖小些，但作用時(shí)間可以很長(zhǎng)，故重物獲得的沖量，即動(dòng)量的改變量可以很大，所以能把重物帶動(dòng)；快拉時(shí)，摩擦力雖大些，但作用時(shí)間很短，故沖量小，所以重物動(dòng)量的改變量小.因此答案C、D正確.【解析】在緩緩拉動(dòng)時(shí)，兩物體之間的作用力是靜摩擦力；在迅速拉40能力·思維·方法【例3】某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m.在著地過(guò)程中，對(duì)他雙腳的平均作用力估計(jì)為(B)A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍能力·思維·方法【例3】某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后41能力·思維·方法【解析】本題問(wèn)題情景清晰，是一道應(yīng)用動(dòng)量定量解釋物理現(xiàn)象的好題.為了使得從高處跳下時(shí)減少地面對(duì)雙腿的沖擊力，應(yīng)減少h—跳下前的高度；增大△h—雙腳彎曲時(shí)重心下移的距離.即不宜筆直跳下，應(yīng)先蹲下后再跳，著地時(shí)應(yīng)盡可能向下彎曲身體，增大重心下降的距離.實(shí)際操作中，還有很多方法可以緩沖地面的作用力.如先使前腳掌觸地等.也可同樣運(yùn)用動(dòng)量定理解釋.對(duì)本題分析如下：下落2m雙腳剛著地時(shí)的速度為v=.觸地后，速度從v減為0的時(shí)間可以認(rèn)為等于雙腿彎曲又使重心下移△h=0.5m所需時(shí)間.在估算過(guò)程中，可把地面對(duì)他雙腳的力簡(jiǎn)化為一個(gè)恒力，故重心下降過(guò)程可視為勻減速過(guò)程.從而有:能力·思維·方法【解析】本題問(wèn)題情景清晰，是一道應(yīng)用動(dòng)量定量42能力·思維·方法△t=△h/v平均=△h/(v/2)=2△h/v.在觸地過(guò)程中，有（N-mg）△t=m△v，即N=mg+m△v/△t=mg+mv/(2△h/v)=mg+mv2/2h,=mg+mgh/△h=5mg.因此