1.1動量和動量守恒定律

魯科2019第1節(jié)

動量和動量定理高中物理選擇性必修一第1章動量及其守恒定律1994年的慧星與木星的撞擊，相當(dāng)于上億顆原子彈的撞擊。在木星上留下“傷痕”尺度幾乎是地球直徑的大小微觀世界的碰撞雖然悄無聲息，但人們通過觀察，發(fā)現(xiàn)了中子、質(zhì)子、中微子等微觀粒子。雞蛋從高處落到硬盤子里會破。如果從相同高度落到較厚的軟墊上會破嗎？

自然界中“碰撞”無處不在，大到天體，小到微觀粒子，都在頻繁的發(fā)生碰撞。那么，碰撞有何規(guī)律呢？在游樂園開碰碰車，當(dāng)運動的車去碰靜止的車，運動的車總質(zhì)量越大，車速越大，靜止的那輛車會被撞得越遠(yuǎn)。碰撞的效果與碰撞物體的速度、質(zhì)量有關(guān)。用兩根長度相同的線繩，分別懸掛兩個完全相同的鋼球A、B，且兩球并排放置。拉起A球，然后放開，該球與靜止的B球發(fā)生碰撞。觀察球B每次上升的最大高度。觀察小球的碰撞將球A換成不同質(zhì)量的鋼球，分別拉到同一高度釋放，再觀察球B每次上升的最大高度。1、從不同髙度釋放同一鋼球，髙度越髙，被碰球上升越髙；現(xiàn)象：2、從不同髙度釋放不同質(zhì)量的鋼球，質(zhì)量越大，被碰球上升越髙；結(jié)論：對于同一被撞球，其上升的高度與撞球的質(zhì)量和撞前速度有關(guān)。01動量（P)1、定義：物體質(zhì)量與速度的乘積2、單位：kg·m/s1、矢量性：動量是矢量，方向與速度方向相同。2、瞬時性：動量既有瞬時性，通常說物體的動量是物體在某一時刻或某一位置的動量。理解mAvA小球A與B撞時的動量大小方向：水平向左動量的變化量物體在運動過程中，當(dāng)速度的大小或方向變化時，動量會發(fā)生變化。同一物體沿同一直線運動，一段時間速度由v1變?yōu)関2,則這段時間內(nèi)動量變化量動量變化量也是矢量例題如圖所示，一質(zhì)量為58g的網(wǎng)球以30m/s的速率水平向右飛行，被球拍擊打后，又以30m/s的速率水平返回。被球拍擊打前后，球的動量分別是多少？球的動量的變化量是多少？解：以向右為正向。由題意知：m=58g=0.058Kgv1=30m/s,v2=-30m/s被球拍擊打前:p1=mv1=0.058×30kg·m/s=1.74kg·m/s,方向水平向右被球拍擊打后:p2=mv2=0.058×（-30）kg·m/s=-1.74kg·m/s,即動量大小為1.74kg·m/s;方向水平向左。動量變化量:△p=p2-p1=-1.74-1.74kg·m/s=-3.48kg·m/s即動量變化量大小為3.48kg·m/s;方向水平向左。討論：球被擊打前后，雖然動量的大小沒有變化，但動量的方向發(fā)生了改變，因此動量發(fā)生了變化。負(fù)值，表示其方向與選定的正方向相反。動量與動能動量動能物理意義描述機械運動狀態(tài)的物理量，都是狀態(tài)量定義式p＝mv標(biāo)矢性矢量（注意判斷方向）標(biāo)量（不用考慮方向）換算關(guān)系例題中，網(wǎng)球動量的變化的原因是什么？是因為球拍的作用力

物體動量的變化顯然與物體受到的作用力有關(guān)?？梢姡涸O(shè)一質(zhì)量為m的物體，初速度為v1，在合力恒為F的力的作用下，經(jīng)過一段時間t，速度變?yōu)関2，則物體的加速度由牛頓第二定律，得由式可知動量變化還與力的作用時間有關(guān)。1、定義：力與力作用時間的乘積2、單位：N·s①沖量是矢量，方向與力方向相同。②沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時間累積效應(yīng)。02沖量（I)理解【例】如圖所示，在傾斜角α=37°的斜面上，有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下，求物體內(nèi)，物體所受各力的沖量以及合力的沖量。(g取10m/s2;

sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)

(1)某個力的沖量。僅由該力的大小和該力的作用時間決定，與是否受其他力及其運動狀態(tài)無關(guān)。

(2)合力的沖量。計算各個力的沖量，再對各沖量進(jìn)行矢量相加減；還可以計算合力，再求合力的沖量。恒力沖量的計算方法平行四邊形定則物體在一過程中所受合外力的沖量等于該物體在此過程中動量的變化量，這稱為動量定理表明：作用于物體上的合外力等于物體動量的變化率?？梢姡?3動量定理動量定理是牛頓第二定律的那一種表述一個質(zhì)量為60kg的男孩從髙處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s2

。

(1)若男孩落地時屈膝，用了1s停下來，則落地時地面對他的平均作用力是多大？

(2)若男孩落地時沒有屈膝，只用了0.1s就停下來，則落地時地面對他的平均作用力又是多大？

例題解：以豎直向上為正向。由題意可知：m=60kg,v1=-5m/s,v2=0(1)t1=1s,由動量定理得方向豎直向上(2)t2=0.1s,由動量定理得方向豎直向上討論：兩種落地方式中，動量的變化量相同，但所經(jīng)歷時間不同。作用時間越短，地面對人的平均作用力越大。由動量定理可知：①物體的動量變化量一定時，04碰撞與緩沖物體間的相互作用力與物體動量的變化和作用時間有關(guān)。力的作用時間越長，力就越小.力的作用時間越短，力就越大；例如：沖壓工件、打夯……例如：汽車安全氣囊、物品減震……包裝減震②作用力一定時力的作用時間越長，動量變化量越大；力的作用時間越短，動量變化量越小.驗證動量定理我們可用DIS實驗裝置驗證在變力作用下的動量定理。如圖1-10，將力傳感器、光電傳感器接入電路，將遮光片的寬度和小車質(zhì)量輸入計算機。推動小車使其與力傳感器發(fā)生碰撞。