動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理課件

一、動(dòng)量和沖量

1．動(dòng)量:

物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量p

=

mv

⑴動(dòng)量是狀態(tài)量，它與時(shí)刻相對應(yīng)

⑵動(dòng)量是矢量，它的方向和速度的方向相同

相對性⑶動(dòng)量的變化

遵循平行四邊形定則（4）動(dòng)量與動(dòng)能的聯(lián)系與區(qū)別：a、都是狀態(tài)量。b、動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量。c、動(dòng)量反映力的性質(zhì)。動(dòng)能反映能的性質(zhì)。d、物體動(dòng)能變化，動(dòng)量一定變化。而動(dòng)量變化，動(dòng)能不一定變化。10/7/20231一、動(dòng)量和沖量1．動(dòng)量:物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量p計(jì)算△p的方法：1、如果初末動(dòng)量在同一直線或者平行，則在該直線上選定一個(gè)正方向，與正方向相同取正值，相反取負(fù)值，然后進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算。10/7/20232計(jì)算△p的方法：1、如果初末動(dòng)量在同一直線或者平行，則在該直例1：一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)（如圖）。碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒有變化？變化了多少？vv’10/7/20233例1：一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)2、如果不在同一直線上，則按照以下規(guī)則進(jìn)行：將初動(dòng)量和末動(dòng)量的尾端放在一起，從初動(dòng)量箭端指向末動(dòng)量的箭端的有向線段就是動(dòng)量的變化量。10/7/202342、如果不在同一直線上，則按照以下規(guī)則進(jìn)行：10/6/202例2、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45°，速度仍為2m/s，你能不能用作圖法求出鋼球動(dòng)量變化的大小和方向？10/7/20235例2、一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬練、質(zhì)量m為3kg的小球，以2m/s的速率繞其圓心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球從A轉(zhuǎn)到B過程中動(dòng)量的變化為多少？從A轉(zhuǎn)到C的過程中，動(dòng)量的變化又為多少？OABvc10/7/20236練、質(zhì)量m為3kg的小球，以2m/s的速率繞其圓心O做勻思考：如何使一靜止物體獲得動(dòng)量例：一質(zhì)量為m的滑塊，靜止在光滑的水平面上，對它施加一水平向右的推力F，經(jīng)過時(shí)間t后，就可以獲得動(dòng)量，這個(gè)動(dòng)量有多大？FF10/7/20237思考：如何使一靜止物體獲得動(dòng)量例：一質(zhì)量為m的滑塊，靜止在光啟示：p=mv=Ft1、使一靜止物體獲得動(dòng)量的方法，施加作用力，并維持作用一段時(shí)間。2、獲得一定大的動(dòng)量：a）用較大的力，則時(shí)間較短；b）用較小的力，則時(shí)間較長。所以：對一定質(zhì)量的物體，力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果，是有Ft這個(gè)物理量決定的，我們稱這個(gè)物理量為沖量10/7/20238啟示：p=mv=Ft1、使一靜止物體獲得動(dòng)量的方法，2．沖量:

力和力的作用時(shí)間的乘積叫做沖量I=

Ft

⑴沖量是過程量，它與時(shí)間相對應(yīng)⑵沖量是矢量，由力的方向決定（3）沖量和功不同。恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不作功，但一定有沖量適用計(jì)算恒力的沖量

10/7/202392．沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做沖量I=Ft⑴例1、質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)跟水平方向成α角斜向上拉力作用后，經(jīng)一段時(shí)間t速度變?yōu)関'，如圖。求這段時(shí)間t內(nèi)拉力的沖量和合力的沖量。沖量的計(jì)算10/7/202310例1、質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)例2、質(zhì)量為m的小球由高為H傾角為的光滑固定斜面頂端無初速滑到底端過程中，重力、彈力、合力的沖量各是多大？mHθ10/7/202311例2、質(zhì)量為m的小球由高為H傾角為的光滑固定斜面頂端無初速滑例3、以初速度v0豎直向上拋出一物體，空氣阻力不可忽略。關(guān)于物體受到的沖量，以下說法中正確的是

[

]A．物體上升階段和下落階段受到重力的沖量方向相反B．物體上升階段和下落階段受到空氣阻力沖量的方向相反C．物體在下落階段受到重力的沖量大于上升階段受到重力的沖量D．物體從拋出到返回拋出點(diǎn)，所受各力沖量的總和方向向下說明：計(jì)算沖量時(shí)，一定要注意計(jì)算的是一個(gè)力的沖量，還是合力的沖量。10/7/202312說明：計(jì)算沖量時(shí)，一定要注意計(jì)算的是一個(gè)力的沖量，還是合力的例4、靜止在光滑水平桌面上的一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，受到一個(gè)F1=15N的水平向右推力，經(jīng)4s后，將F1撤去，同時(shí)，又施加向左的水平拉力F2=8N，水平作用時(shí)間3s，求這7s內(nèi)，外力對物體的總沖量的大小和方向。如果這兩個(gè)力同時(shí)作用了4s，則它們的總沖量又如何？求幾個(gè)力的總沖量時(shí)間，可先求各力的沖量，再求各沖量的矢量和；或先求合力，再求合力的沖量（適用于幾個(gè)力同時(shí)作用）10/7/202313例4、靜止在光滑水平桌面上的一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，受到一個(gè)例5、在光滑水平桌面上靜置一個(gè)物體，先用方向不變的水平力作用在物體上，已知力的大小隨時(shí)間變化，如圖，求0-6s內(nèi)作用力的總沖量。51510246t/sF/N力是變化的，可把時(shí)間分成幾段，求出每段的沖量，然后再把它們加起來。10/7/202314例5、在光滑水平桌面上靜置一個(gè)物體，先用方向不變的水平力作用例6、一質(zhì)量m=4×103kg的汽車，受到向右大小為3000N的牽引力F，同時(shí)受到向左大小為1000N的摩擦阻力f作用，由靜止開始，經(jīng)過t=10s后。求在這段時(shí)間里1、牽引力F的沖量2、摩擦力f的沖量3、合外力的沖量4、在這10s內(nèi)動(dòng)量的變化量10/7/202315例6、一質(zhì)量m=4×103kg的汽車，受到向右大小為3000沖量的大小只決定于力和力作用的時(shí)間;計(jì)算沖量必須要明確是哪個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量;此力的沖量與其它力無關(guān).要區(qū)別某個(gè)力的沖量和物體所受的沖量.F-t圖象中面積表示力F的沖量10/7/202316沖量的大小只決定于力和力作用的時(shí)間;10/6/202316FFFFFFFFv=v0v=vt————F作用了時(shí)間t————

質(zhì)量為M的物體在水平恒力F的作用下，經(jīng)過時(shí)間t，速度由v0變?yōu)関t，動(dòng)量定理的推導(dǎo)：10/7/202317FFFFFFFFv=v0v=vt————F作用了時(shí)間FFv=v0v=vt———F作用了時(shí)間t———分析：由牛頓第二定律知：F=ma而加速度：整理得：可以寫成：10/7/202318FFv=v0v=vt———F作用了時(shí)間t

1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式:一、動(dòng)量定理：（3）、沖量是物體動(dòng)量變化的原因3、動(dòng)量定理表達(dá)的含義有以下幾方面：（1）、物體動(dòng)量變化的大小和它所受合外力沖量的大小相等（2）、物體動(dòng)量變化的方向和它所受合外力沖量的方向相同動(dòng)量定理10/7/2023191、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量。2二、動(dòng)量定理的適用范圍：適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力。對于變力情況，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在時(shí)間內(nèi)的平均值；另外適用于長時(shí)間作用，也適用于短時(shí)間作用情況。10/7/202320二、動(dòng)量定理的適用范圍：適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力三、注意：1、動(dòng)量定理可由牛頓第二定律以及加速度的定義式導(dǎo)出，故它是牛頓第二定律的另一種形式，但是兩者仍有很大區(qū)別：2、當(dāng)幾個(gè)力（恒力）同時(shí)作用于物體時(shí)，表達(dá)式中的沖量理解為各個(gè)力的合沖量，幾個(gè)力沖量的矢量和等于這幾個(gè)力的合力沖量。（1）牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)關(guān)系式，它反映某瞬時(shí)物體所受合外力與加速度之間關(guān)系（僅當(dāng)合外力為恒定不變時(shí)，a為恒量，整個(gè)過程與某瞬時(shí)是一致的）；（2）而動(dòng)量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用下，在一段時(shí)間里的累積效應(yīng)，在這段時(shí)間內(nèi)，物體的動(dòng)量獲得增加．10/7/202321三、注意：1、動(dòng)量定理可由牛頓第二定律以及加速度的定義式導(dǎo)出（一）、應(yīng)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象：用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象可分為下列三中情況：1、△p一定，t短則F大，t長則F小2、F一定，t短則△p大，t長則△p小3、t一定，F(xiàn)短則△p大，F(xiàn)長則△p小

動(dòng)量的變化率:

動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。由動(dòng)量定理Ft=△p得F=△P/t，可見，動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之則小;當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí)，物體所受合力為恒力.四、動(dòng)量定理的應(yīng)用：t△P/t010/7/202322（一）、應(yīng)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象：用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象可分為下列三應(yīng)用動(dòng)量定理來解釋雞蛋下落是否會(huì)被打破等有關(guān)問題.10/7/202323應(yīng)用動(dòng)量定理來解釋雞蛋下落是否會(huì)被打破等有關(guān)①用鐵錘釘釘子，在鐵錘的敲打下，釘子被釘進(jìn)去，而不是使勁壓釘子；②工廠里，工人用沖床沖壓板；③輪船的碼頭上裝有橡皮輪胎，輪船正準(zhǔn)備?？看a頭的過程；④搬運(yùn)玻璃等易碎品時(shí)，箱子里放些碎紙、刨花、泡沫塑料等；⑤跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員跳在沙坑里；⑥籃球運(yùn)動(dòng)員接迎面飛來的籃球，手接觸到球以后，兩臂隨球后引至胸前把球接?。?/p>

解釋現(xiàn)象舉例：思考：雜技表演時(shí)，?？煽匆娪腥擞描F錘猛擊放在“大力士”身上的大石塊，石裂而人不傷，這是什么道理？10/7/202324①用鐵錘釘釘子，在鐵錘的敲打下，釘子被釘進(jìn)去，而不是使勁壓釘總結(jié)：在生活中，我們要得到很大的作用力，就要縮短力的作用時(shí)間；而有時(shí)需要延長力的作用時(shí)間來減小力的作用．

10/7/202325總結(jié)：在生活中，我們要得到很大的作用力，就要縮短力的作用時(shí)間例1、如圖把重物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)象的正確說法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10/7/202326例1、如圖把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶，重物跟例2、玻璃杯從同一高度落下，掉在石頭上比掉在草地上容易碎，這是由于玻璃杯與石塊的撞擊過程中A、玻璃杯的動(dòng)量較大B、玻璃杯受到的沖量較大C、玻璃杯動(dòng)量變化較大D、玻璃杯的動(dòng)量變化較快10/7/202327例2、玻璃杯從同一高度落下，掉在石頭上比掉在草地上容易碎，這例1、對物體所受的合外力與其動(dòng)量之間的關(guān)系，敘述正確的是：A、物體所受的合外力與物體的初動(dòng)量成正比；B、物體所受的合外力與物體的末動(dòng)量成正比；C、物體所受的合外力與物體動(dòng)量變化量成正比；D、物體所受的合外力與物體動(dòng)量對時(shí)間的變化率成正比．

（二）、動(dòng)量定理的基本應(yīng)用：10/7/202328例1、對物體所受的合外力與其動(dòng)量之間的關(guān)系，敘述正確的是：（例2、某物體受到一個(gè)－6NS的沖量作用，則A、物體的動(dòng)量一定減少B、物體的末動(dòng)量一定是負(fù)值C、物體動(dòng)量的增量一定與規(guī)定的正方向相反D、物體受到的合外力一定與規(guī)定的正方向相反例3、在下列各種運(yùn)動(dòng)中，任何相等的時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量的增量總是相同的有:A、勻加速直線運(yùn)動(dòng)B、平拋運(yùn)動(dòng)C、勻減速直線運(yùn)動(dòng)D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)10/7/202329例2、某物體受到一個(gè)－6NS的沖量作用，則例3、在下列各種運(yùn)例4、甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先停下來，甲物體又經(jīng)較長時(shí)間停下來，下面敘述中正確的是:A、甲物體受到的沖量大于乙物體受到的沖量B、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等C、乙物體受到的沖量大于甲物體受到的沖量D、無法判斷對于任何運(yùn)動(dòng)物體（如汽車），用不變的制動(dòng)力使它停下來所需時(shí)間決定于物體的

（A）初速度（B）加速度（C）質(zhì)量（D）初動(dòng)量

10/7/202330例4、甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度例5、一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，從20m高處以10m/s水平拋出，求：1、從拋出到著地瞬間之前物體的動(dòng)量變化？2、物體拋出時(shí)受到的沖量。（不計(jì)空氣阻力）說明：動(dòng)量定理指出物體受合外力的沖量和物體的動(dòng)量變化是相等，若求出物體的動(dòng)量變化就可以知道物體所受合外力的沖量；反過來，求出物體所受合外力的沖量就可以知道物體的動(dòng)量變化，這種考慮問題的方法通常稱為“等值代換”的方法。10/7/202331例5、一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，從20m高處以10m/s水例6、一個(gè)質(zhì)量為1kg的靜止的物體放在水平地面上，用F=10N的恒力作用在物體上,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則：⑴、在5s內(nèi)物體受到的各個(gè)力的沖量分別是多少？⑵、合力的沖量是多少?⑶、物體的在5s未的動(dòng)量是多少?⑷、在5s內(nèi)動(dòng)量的變化是多少?F37010/7/202332例6、一個(gè)質(zhì)量為1kg的靜止的物體放在水平地面上，用F=10例題：一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小為45m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s，球棒對壘球的平均作用力有多大？（三）、動(dòng)量定理的解題：10/7/202333例題：一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速運(yùn)用動(dòng)量定理解題的一般步驟：1、確定研究對象2、確定某過程，確定初、末狀態(tài)（動(dòng)量）3、研究對象在所研究過程中的受力分析4、選定正方向（建立坐標(biāo)系）5、根據(jù)動(dòng)量定理列方程6、解方程，細(xì)心運(yùn)算。10/7/202334運(yùn)用動(dòng)量定理解題的一般步驟：1、確定研究對象10/6/202例1、設(shè)雞蛋質(zhì)量為50g，分別從高處落到地板上和軟墊上的速度都為5m/s，著地時(shí)間分別為0.01s和0.2s，試求雞蛋兩次所受的向上平均作用力分別為多大？10/7/202335例1、設(shè)雞蛋質(zhì)量為50g，分別從高處落到地板上和軟墊上的速度例2、用0．5kg的鐵錘釘釘子，打擊時(shí)鐵錘的速度為4m/s，打擊后鐵錘的速度為0，設(shè)打擊時(shí)間為0.01s．①不計(jì)鐵錘的重量，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？②考慮鐵錘的重量，鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大？③你分析一下，在計(jì)算鐵錘釘釘子的平均作用力時(shí)，在什么情況下可以不計(jì)鐵錘的重量？10/7/202336例2、用0．5kg的鐵錘釘釘子，打擊時(shí)鐵錘的速度為4m/s例3、質(zhì)量為0.5kg的彈性小球，從1.25m高處自由下落，與地板碰撞后回跳高度為0.8m，設(shè)碰撞時(shí)間為0.1s，取g=10m/s2，求：1、在小球與地板碰撞的瞬間作用在小球上的沖量。2、若碰撞瞬間為0．02秒，地板作用在小球上的平均力多大？VV'10/7/202337例3、質(zhì)量為0.5kg的彈性小球，從1.25m高處自由下動(dòng)量定理解題的優(yōu)點(diǎn)：【例1】質(zhì)量為m的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過時(shí)間t1到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過時(shí)間t2停在沙坑里。求：⑴沙對小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落過程所受的總沖量I。

ABC(1)簡解多過程問題

10/7/202338動(dòng)量定理解題的優(yōu)點(diǎn)：【例1】質(zhì)量為m的小球，從沙坑上方自由下例2、一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的物體,在F1=8N的水平推力作用下,從靜止開始沿水平面運(yùn)動(dòng)了t1=5s,然后推力減小為F2=5N,方向不變,物體又運(yùn)動(dòng)了t2=4s后撤去外力,物體再經(jīng)

過t3=6s停下來。試求物體在水平面上所受的摩擦力。

10/7/202339例2、一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的物體,在F1=8N的水平推力作用(2)求解平均力問題

例3、質(zhì)量是60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)作用，最后使人懸掛在空中．已知彈性安全帶緩沖時(shí)間為1.2s，安全帶自然伸直后長5m，求安全帶所受的平均作用力．（g=10m／s2）

10/7/202340(2)求解平均力問題例3、質(zhì)量是60kg的建筑工人，不慎從變式二、蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2s。若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（g=10m/s2）

易錯(cuò)點(diǎn)：忽視動(dòng)量定理的矢量性，受力分析掉重力

變式一、質(zhì)量為m=1kg的小球由高h(yuǎn)1=0.45m處自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度為h2=0.2m，從小球下落到