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二、動(dòng)量定理

二、動(dòng)量定理11.理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式,知道動(dòng)量定理適用于變力.2.能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)量表達(dá)式.3.會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計(jì)算問(wèn)題。學(xué)習(xí)目標(biāo):理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式。學(xué)習(xí)重點(diǎn):會(huì)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握一維情況下的計(jì)算問(wèn)題。學(xué)習(xí)難點(diǎn):1.理解動(dòng)量定理的確切含義和表達(dá)式,知道動(dòng)量定理2實(shí)驗(yàn)雞蛋從一定的高度落到地板上,肯定會(huì)打破。現(xiàn)在,在地板上放一塊泡沫塑料墊。我們盡可能把雞蛋舉得高高的,然后放開(kāi)手,讓它落到泡沫塑料墊上,看看雞蛋會(huì)不會(huì)被打破。實(shí)驗(yàn)雞蛋從一定的高度落到地板上,肯定會(huì)3在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里;跳高時(shí)在下落處要放海綿墊子;從高處往下跳,落地后雙腿往往要彎曲;輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等.這樣做的目的是為了緩沖.而在某些情況下,我們又不希望緩沖,比如用鐵錘釘釘子.在日常生活中,有不少這樣的事例:跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里;4為了解釋這類(lèi)現(xiàn)象,我們就來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)于的知識(shí)動(dòng)量定理問(wèn)題:一個(gè)具有一定動(dòng)量的物體,在合力的作用下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,它的動(dòng)量變化跟所受的合力的沖量有什么關(guān)系?/P=mvPPP=mv//FFt=△P推導(dǎo)的依據(jù):牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式物體的初動(dòng)量為p=mv、末動(dòng)量為p‘=mv‘,經(jīng)歷的時(shí)間為t,由加速度的定義式由牛頓第二定律F=ma=可得Ft=mv’-mv,即Ft=p‘-p=mv’-mv為了解釋這類(lèi)現(xiàn)象,我們就來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)于的知52.公式:Ft=p’一p其中F是物體所受合力,p是初動(dòng)量,p‘是末動(dòng)量,t是物體從初動(dòng)量p變化到末動(dòng)量p‘所需時(shí)間,也是合力F作用的時(shí)間。3.單位:F的單位是N,t的單位是s,p和P‘的單位是kg·m/s(kg·ms-1)。對(duì)動(dòng)量定理的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)1.動(dòng)量定理中的方向性公式Ft=p‘一P=△p是矢量式,合外力的沖量的方向與物體動(dòng)量變化的方向相同。合外力沖量的方向可以跟初動(dòng)量方向相同,也可以相反。1.物理意義:物體所受合力的沖量等于物體的動(dòng)量變化.說(shuō)明:2.公式:Ft=p’一p其中F是物體所受合力,p是初動(dòng)量6

例如:勻加速運(yùn)動(dòng)合力沖量的方向與初動(dòng)量方向相同,勻減速運(yùn)動(dòng)合力沖量方向與初動(dòng)量方向相反,甚至可以跟初動(dòng)量方向成任何角度。在中學(xué)階段,我們僅限于初、末動(dòng)量的方向、合力的方向在同一直線上的情況(即一維情況),此時(shí)公式中各矢量的方向可以用正、負(fù)號(hào)表示,首先要選定一個(gè)正方向,與正方向相同的矢量取正值,與正方向相反的矢量取負(fù)值。例如:勻加速運(yùn)動(dòng)合力沖量的方向與初動(dòng)量方向相同,勻減7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(duì)壘球的平均作用力有多大?分析:球棒對(duì)壘球的作用力是變力,力的作用時(shí)間很短。在這個(gè)短時(shí)間內(nèi),力大小先是急劇地增大,然后又急劇地減小為零。在沖擊、碰撞一類(lèi)問(wèn)題中,相互作用的時(shí)間很短,力的變化都具有這個(gè)特點(diǎn)。動(dòng)量定理適用于變力,因此,可以用動(dòng)量定理求球棒對(duì)壘球的平均作用力。由題中所給的量可以算出壘球的初動(dòng)量和末動(dòng)量,由動(dòng)量定理即可求出壘球所受的平均作用力。例題:一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球,以25m/s的水平速8

解:取壘球飛向球棒時(shí)的方向?yàn)檎较?。壘球的初?dòng)量為:P=mv=0.18×25kgm/s=4.5kgm/s壘球的末動(dòng)量為:P’=mv’=-0.18×45kgm/s=-8.1kgm/s由動(dòng)量定理可得壘球所受的平均力為:F=(P’-P)/t=(-8.1-4.5)/0.01N=-1260N壘球所受的平均力的大小為1260N,負(fù)號(hào)表示力的方向與所選的正方向相反,即力的方向與壘球飛回的方向相同。解:取壘球飛向球棒時(shí)的方向?yàn)檎较?。P=mv=0.18×292.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(jiàn),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.3.動(dòng)量定理的適用范圍:

動(dòng)量定理不但適用于恒力,也適用于隨時(shí)間變化的變力.對(duì)于變力情況,動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.在實(shí)際中我們常遇到變力作用的情況,比如用鐵錘釘釘子,球拍擊乒乓球等,釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力,這時(shí)變力的作用效果可以等效為某一個(gè)恒力的作用,則該恒力就叫變力的平均值,2.動(dòng)量的變化率:3.動(dòng)量定理的適用范圍:10應(yīng)用動(dòng)量定理來(lái)解釋雞蛋下落是否會(huì)被打破等有關(guān)問(wèn)題.雞蛋從某一高度下落,分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的,也即初動(dòng)量相同,碰撞后速度均變?yōu)榱?,即末?dòng)量均為零,因而在相互作用過(guò)程中雞蛋的動(dòng)量變化量相同.而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同,與石頭碰時(shí)作用時(shí)間短,與海綿墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng),由Ft=△p知,雞蛋與石頭相碰時(shí)作用大,會(huì)被打破,與海綿墊相碰時(shí)作用力較小,因而不會(huì)被打破.應(yīng)用動(dòng)量定理來(lái)解釋雞蛋下落是否會(huì)被打破等有關(guān)11動(dòng)量定理高中課件12再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時(shí)要落入沙坑中等現(xiàn)象.在實(shí)際應(yīng)用中,有的需要作用時(shí)間短,得到很大的作用力而被人們所利用,有的需要延長(zhǎng)作用時(shí)間(即緩沖)減少力的作用.請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e些有關(guān)實(shí)際應(yīng)用的例子.加強(qiáng)對(duì)周?chē)挛锏挠^察能力,勤于思考,一定會(huì)有收獲.再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時(shí)要落入沙坑中等現(xiàn)象.在實(shí)13用動(dòng)量定理Ft=p‘一P=△p解釋現(xiàn)象可分為下列三種情況:(1)△p一定,t短則F大,t長(zhǎng)則F小;(2)△F一定,t短則△p小,t長(zhǎng)則△p大;(3)t一定,F(xiàn)大則△p大,F(xiàn)小則△p小.小結(jié):用動(dòng)量定理Ft=p‘一P=△p解釋現(xiàn)象可分為下列三種情況:14鞏固練習(xí):

l.一個(gè)

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