高中物理選修3-5第一講、沖量和動量名師優(yōu)質(zhì)課獲獎市賽課一等獎課件

第二節(jié)(第一講)

沖量和動量第1頁本節(jié)課學習目標

1．知道力沖量，沖量單位、方向；2．了解動量概念，動量單位、方向；3．知道沖量和動量單位之間關(guān)系，能區(qū)分沖量和動量方向；4．會判斷物體動量是否改變；5．知道動量運算服從矢量運算法則，假如動量矢量在同一直線上，可將動量運算簡化為代數(shù)運算．第2頁觀察并思索雞蛋從一米多高地方落到地板上，必定會被打破，現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，會看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？第3頁

對于一個原來靜止物體，只要作用力F和力作用時間t乘積Ft相同，這個物體就取得相同速度．也就是說：對一定質(zhì)量物體，力所產(chǎn)生改變物體速度效果，是由Ft這個物理量決定。問題：

一個質(zhì)量為m靜止物體，在力F作用下開始運動，經(jīng)過時間t將取得多大速度?

解：物體在力F作用下得到加速度為:經(jīng)時間t，據(jù)v=at得物體取得速度拓展分析：整理可得Ft=mv，由此我們得到：對于一個原來靜止物體（v0=0,m一定），要使它取得某一速度，你可采取哪些方法答：①能夠用較大力作用較短時間；②能夠用較小力作用較長時間.第4頁1、定義：力F和力作用時間t乘積Ft叫做力沖量2、表示式：通慣用符號I來表示沖量，I=Ft沖量是表示物體在力作用下經(jīng)歷一段時間積累物理量，所以，力對物體有沖量作用必須具備力和該力作用下時間兩個條件．一、沖量換句話說：只要有力而且作用一段時間，那么該力對物體就有沖量作用。4、是矢量。方向：與恒力方向相同。5、是過程量3、國際單位：?！っ耄∟·s）6、物理意義：力對時間積累效應當力方向改變時，只能依據(jù)△P方向第5頁鞏固訓練

1、如圖，一個質(zhì)量為m物塊在水平恒力F作用下，經(jīng)過時間t物體仍靜止，求F在t時間內(nèi)沖量？

2、一質(zhì)量為m物塊在t1,t2、t3三段時間內(nèi)所受外力分別為F1、F2、F3，方向均水平向右，求協(xié)力F在時間t1+t2+t3內(nèi)沖量．

3、假如力F在t秒內(nèi)水平向右，t秒后F大小不變，方向變?yōu)樨Q直向下，作用時間為2t秒，則力F在3t秒內(nèi)沖量怎樣計算？

解：I=Ft解：I=F1t1+F2t2+F3

t3注意矢量計算滿足平行四邊形定則第6頁強化訓練：質(zhì)量為m物體從高為S處自由下落，與地面碰撞時間為t，地面對小球平均作用力為F，不計空氣阻力，取向上為正方向，則在碰撞過程中，重力、地面對小球作用力、和協(xié)力對物體沖量分別為多大？第7頁注意：1、計算沖量時，要明確是哪個力在哪一段時間內(nèi)沖量，此力沖量與其它力無關(guān)。

2、沖量由力和力作用時間決定，與物體是否運動和運動狀態(tài)無關(guān)。3、要區(qū)分某個力沖量和物體所受沖量。第8頁二、動量1、針對前邊得到公式Ft=mv，討論得到：

原來靜止質(zhì)量m不一樣物體，在相同沖量作用下，即使得到速度v不一樣，但它們質(zhì)量和速度乘積mv卻是相同，都等于它們受到?jīng)_量．

在物理學中我們把物體質(zhì)量和速度乘積叫做動量．2、回答以下思索題：

①動量用什么符號來表示？②動量是一個過程量還是狀態(tài)量？③動量是矢量還是標量？④動量單位是什么？第9頁二、動量1、定義：運動物體質(zhì)量和速度乘積叫做動量。2、表示式：用符號p表示，p=mv3、單位：千克·米/秒（kg·m/s．）4、是狀態(tài)量動量是描述物體處于某一運動狀態(tài)時物理量，當運動狀態(tài)一定時，物體動量也就確定了。5、是矢量動量方向和瞬時速度方向相同。鞏固訓練：

①試證實沖量單位N·s與動量單位kg·m/s是相同②我們說物體動量在改變，包含幾個情況，舉例說明第10頁答案：

①動量與沖量單位是相同，即：1?！っ?1千克·米/秒．②因為動量是矢量，所以只要物體速度大小或方向發(fā)生改變，動量就一定發(fā)生改變．比如做勻速直線運動物體其動量是恒量，而做勻速圓周運動物體，因為速度方向不停在改變，即使其動量大小不變，但因其方向不停改變，所以其動量是一變量．

過渡：假如一個物體動量發(fā)生了改變，那么動量改變量怎樣求解呢？

第11頁三、動量改變1、所謂動量改變就是在某過程中末動量（包含大小和方向）減去初動量（包含大小和方向）。即Δp=p＇-p．2、應用例1、一個質(zhì)量是0.2kg鋼球，以2m/s速度水平向右運動，碰到一塊堅硬大理石后被彈回，沿著同一直線以2m/s速度水平向左運動，碰撞前后鋼球動量有沒有改變？改變了多少？

v’第12頁思索以下問題：

動量是矢量，其運算遵照什么規(guī)律？

例1：解：取水平向右方向為正方向，碰撞前鋼球速度v=2m/s，碰撞前鋼球動量為：p=mv=０.２×２kg·m/s=0.4kg·m/s.碰撞后鋼球速度v′=-2m/s,碰撞后鋼球動量為：p′=mv′=-０.２×２kg·m/s=-0.4kg·m/s.碰撞前后鋼球動量改變?yōu)椋害=pˊ-p=-0.4kg·m/s-0.4kg·m/s=-0.8kg·m/s動量改變方向向左第13頁例2、如圖,鋼球質(zhì)量為1kg,按如圖方向與地面碰撞前后速度大小都為1m/s.求碰撞過程動量改變量.動量改變量△P是矢量,即要求出大小也要求出方向第14頁例3、質(zhì)量為10kg物體，當其速率由3m/s變?yōu)?m/s時，它動量改變量大小不可能是（）A．10kg.m/sB．50kg.m/sC．70kg.m/sD．90kg.m/sABC第15頁例4、質(zhì)量為m鋼球自高處落下，以速率v1碰地，豎直向上彈回，與水平地面碰撞時間極短，離地時速率為v2，在碰撞過程中，鋼球動量改變大小為多少？解:選豎直向下為正方向，則碰前鋼球動量碰后鋼球動量碰撞過程中鋼球動量改變負號表示方向與選定正方向相反，即豎直向上，所以鋼球動量改變大小是:第16頁歸納：某一過程物體末動量P2與初動量P1之差，稱為動量改變量△P。

注：動量改變量△P也是矢量，但它是過程量?！鱌計算：用矢量法則P1與P2同一直線上:要求正方向,簡化為代數(shù)運算.P1與P2同不共線:依據(jù)平行四邊形定則來運算.第17頁四、鞏固練習

1、對于力沖量說法，正確是()A．力越大，力沖量就越大B．作用在物體上力大，力沖量也不一定大C．F1與其作用時間t1乘積F1t1大小，等于F2與其作用時間t2乘積F2t2大小，則這兩個沖量相同D．靜置于水平地面上桌子受到水平推力F作用，經(jīng)時間t一直處于靜止狀態(tài)，則此推力沖量為零2、質(zhì)量m為3kg小球，以2m/s速率繞其圓心O做勻速圓周運動，小球從A轉(zhuǎn)到B過程中動量改變?yōu)槎嗌?？從A轉(zhuǎn)到C過程中，動量改變又為多少？第18頁3、如圖所表示水平面上有兩個物體A和B,質(zhì)量分別為mA和mB,A以角速度ω沿半徑為R圓周做勻速圓周運動,當A經(jīng)過P點時物體B在恒力F作用下開始運動,當力F滿足什么條件時,兩物體在運動過程中某時刻動量能夠相同?PVF第19頁課堂小結(jié)1．在物理學中，沖量是反應力時間積累效果物理量；力和力作用時間乘積叫做力沖量．沖量是矢量．2．物體質(zhì)量和速度乘積叫動量，動量是一個狀態(tài)量，動量是矢量．動量運動服從矢量運算規(guī)則—平行四邊形定則．假如物體運動在同一條直線上，在選定一個正方向后，動量運算就能夠簡化為代數(shù)運算．3．關(guān)于動量改變量運算，Δp也是一個矢量，它方向能夠跟初動量方向相同，也能夠跟初動量方向相反，也可能跟初動量方向成一角度．第20頁六、練習

1、重100N物體A，靜止在水平面B上，已知A、B間動摩擦因數(shù)為0.5，以g=10m/s２，現(xiàn)用水平推力F=30N作用在物體A上，在2s內(nèi)推力F沖量和摩擦力沖量大小分別為（）A、60N·s，100N·sB、60N·s，60N·sC、60N·s，40N·sD、0，02、以下情況下，物體動量不變是（）A．在平直路面上勻速前進汽車B．汽車在轉(zhuǎn)彎過程中，速度大小不變C．水平飛來球撞到豎直墻面后又沿原路返回D．勻速直線運動灑水車正在灑水第21頁3、以下幾個說法中，錯誤是（）A、某一物體動量發(fā)生了改變，一定是物體速度大小發(fā)生了改變B、某一物體動量發(fā)生了改變，一定是物體速度方向發(fā)生了改變C、物體運動速度發(fā)生了改變，其動量一定發(fā)生了改變D、物體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，其動量一定發(fā)生了改變4、一個物體質(zhì)量是2kg，此物體豎直落下，以10m/s速度碰到水泥地上，隨即又以8m/s速度反彈，若取豎直向上為正，則小球與地面相碰前動量為

kg·m/s，隨即碰后動量是

kg·m/s，小球動量改變是

kg·m/s.第22頁5、一質(zhì)量是2kg物體，用一個10N水平拉力拉它向右做加速度為3m/s2勻加速直線運動，那么在10s內(nèi)拉力沖量大小應為

，方向

；摩擦力沖量大小為

，方向

．6、關(guān)于沖量和動量，以下說法中正確是（）A.沖量是反應力作用時間積累效果物理量B.動量是描述物體運動狀態(tài)物理量C.沖量是物體動量改變原因D．沖量是描述物體狀態(tài)物理量7、一個質(zhì)量為2kg物體，以初速度10m/s水平拋出，則拋出時動量大小為多少？1s末物體動量大小為多少？這1s內(nèi)動量改變?yōu)槎嗌?？方向怎樣？這1s內(nèi)重力沖量大小為多少？方向怎樣？（g=10m/s2）第23頁參考答案(一)：1.B2.A3.AB4.-20kg·m/s;16kg·m/s;36kg·m/s5.100N·s；向右；40N·s；向左6．ABC第24頁七、素質(zhì)能力訓練一、填空題

1、質(zhì)量為0.1kg小球，以πrad/s角速度做勻速圓周運動，半徑為0.2m，則每1秒小球動能改變大小等于

J，動量改變大小等于

kg·m/s．2、距地面為15m高處，以10m/s初速度豎直向上拋出小球A，向下拋出小球B，若A、B質(zhì)量相同，運動中空氣阻力不計，經(jīng)過1s，質(zhì)量對A、B二球沖量比等于

，從拋出到抵達地面，重力對A、B二球沖量比等于

．3、重為10牛物體在傾角為37°斜面上下滑，經(jīng)過A點后再經(jīng)2s抵達斜面底，若物體與斜面間動摩擦因數(shù)為0．2，則從A點到斜面底過程中，重力沖量大小為

N·s，方向

；彈力沖量大小為

N·s，方向

；摩擦力沖量大小為

N·s，方向

，合外力沖量大小為

N·s，方向

．第25頁4、如圖所表示，重為100N物體，在與水平方向成60°角等于10N拉力F作用下，以2m/s速度勻速運動，在10s內(nèi)，拉力F沖量大小等于

N·s，摩擦力沖量大小等于

N·s．二、選擇題

1、關(guān)于沖量下述說法正確是（）A．作用力越大，沖量越大B．力作用時間越長，沖量越大C．恒力作用時間長，則沖量大D．上述說法均不正確2、從A點以某一速度豎直向上拋出小球，球從拋出點A上升到最高點O，又從O返回A點過程中空氣阻力大小不變，則上升與下降過程中，關(guān)于沖量下述說法第26頁中正確是（）A．上升與下降過程摩擦力沖量相同B．上升過程重力沖量小于下降過程C．上升過程合外力沖量數(shù)值較大D．上升與下降過程合外力沖量相同3、將10N物體放于光滑水平桌面上，以0.5m/s速度勻速運動，經(jīng)A點后2s經(jīng)過B點，則A到B過程中，關(guān)于作功與沖量下述說法中正確是A．重力做功為0B．重力做功10JC．重力沖量為0D．重力沖量為20N·s第27頁4、以下說法中正確是（）A．運動物體動量方向總是與它運動方向相同B．作用于物體上合外力沖量不為0，則物體動量一定發(fā)生改變C．作用于物體上合外力沖量不為0，則物體動能一定發(fā)生改變D．物體所受合外力沖量方向總是與物體動量方向相同5、質(zhì)量為0.5kg物體，它做直線運動位移方程為s=(4t+6t2)m,則其動量改變量對時間改變率為（）A．6NB．1．5NC．（2+2t）ND．0第28頁6、一質(zhì)量為m物體從高為h光滑斜面上端由靜止開始下滑，當滑至二分之一長度時物體動量為p1，動能為Ek1，當滑至斜面底時物體動量為p2，動能為Ek2，則（）A．B．C．D．7、自由下落物體，在下落過程任何相等時間間隔內(nèi)相等物理量是（）A．物體受到?jīng)_量B．物體位移C．物體速度增量D．物體平均速度第29頁8、兩個含有相等動量物體，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2，則（）A．m2動能較大B．m1動能較大C．動能相等D．無法判斷三、計算題

1、質(zhì)量為m千克物體自離地面高H米處做自由落體運動，取地面為參考平面，求物體下落n秒后動量改變和受到?jīng)_量。2、將質(zhì)量為m一物體從離地h高處以初速度v水平拋出，試求出物體從拋出到落地過程動