高中物理选修3-5 动量和动量定理(精品课件)[优质ppt]

特例：匀速圆周运动
动量发 生变化
仅速度大小改变 仅速度方向改变 速度大小和方向都改变
动能改变 动能不变 动能改变
例1．两小球的质量分别是m1和m2，且 m1=2m2，当它们的动能相等时，它们的
动量大小之比是 2 : 1 .
p 2mEk
牛顿第二定律推导动量的变化
情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经
3、加深理解：
1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；
2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；
3）动量定理是矢量式：合外力的冲量方向与 物体动量变化的方向/速度变化的方向相同
动量定理的适用范围 1、适用于恒力，也适用于变力（理解为力的平均值）
2、直线运动、曲线运动均适用； 3、适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体。
动量定理的优点：不考虑中间过程， 只考虑初末状态。
冲量 １、定义：作用在物体上的力和作用时间
的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I
公式： I=Ft 2、单位：N·S
3、矢量性：方向由力来决定
4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应。
动量的变化p
1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p’ 跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化
过一段时间t，速度由v 变为 v ，如图：
由于： F合 = m a
a v ' v t
联立整理得： Ftm v'm v
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明：动量的变化与力的时间积累效果有关。
二、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体 的动量变化，这就是动量定理。
2、表达式： Ftm v'm v 或 I p
动量与动能有什么区别？ （都是状态量）
动量 p=mv
矢 kg·m/s
若速度变化,
量 （N·S） 则Δp一定不为零
动能 Ek= mv2/2
标 量
k（g·mJ）2/s2
若速度变化, ΔEk可能为零
动量与动能间定量关系：
Ek

1 2
mv2

p2 2m
p 2mEk
讨论一下动量和动能的关系
动量发生变化时，动能不一定发生变化， 动能发生变化时，动量一定发生变化
拓展训练
1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ABC ）
A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B、动量是描述物体运动状态的物理量 C、冲量是物体动量变化的原因 D、冲量是描述物体状态的物理量
2、对于力的冲量的说法，正确的是（B ）
A、力越大，力的冲量就越大 B、作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大 C、F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小，等于F2与其 作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同 D、静置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用， 经时间t始终处于静止状态，则此推力的冲量为零
（或动量的增量），即 p = p' - p
2、动量变化的三种情况： 大小改变 方向改变 大小和方向都改变。
练习1 一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水
平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回， 沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞 前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？
v
v ′
如果用锤子以一定的速度敲钉子， 钉子就带上，用一水平力缓缓拉 动纸带，重物跟着物体一起运动，若迅速拉动 纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象 的正确说法是( C D )
A 在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大； B 在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小； C 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大； D 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小．
动量的变化p
不在同一直线上的动量变化的 运算，遵循平行四边形定则：
ΔP
P′
P′ ΔP
P
P
也称三角形法则：从初动量的末端 指向末动量的末端
运用动量定理解题步骤：
（1）确定研究对象：一般为单个物体 （2）明确研究过程，对研究对象进行受力分析； （3）选定正方向； （4）找出物体的初末状态并确定相应的动量； （5）根据动量定理列方程求解；
例2. 质量为100g的小球从0.8m高处自由
下落到一个软垫上，若从小球接触软垫 到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段 时间内软垫对小球的平均作用力为？方 向如何？（g取10m/s2,不计空气阻力）
例3：一质点在水平面内以速度v做匀速圆周运动， 如图，质点从位置A开始，经1/2圆周，质点所受合
缓拉纸带时，摩擦力虽小些，但作用时间可 以很长，故重物获得的冲量，即动量的改变量 可以很大，所以能把重物带动；
快拉时，摩擦力虽大些，但作用时间很短， 故冲量小，所以重物动量的改变量小，重物几 乎不动。
例6：跳高运动员总是跳到海绵垫上，这样
做是为了（ CD ）
A 减小运动员的动量变化 B 减小运动员所受的冲量 C 延长着地过程的作用时间 D 减小着地时运动员所受的平均冲力
力的冲量是多少?
解: 质点做匀速圆周运动，合力是一个大小不变、
但方向不断变化的力（注意:变力的冲量一般不能
直接由F·Δt求出）
vA
B 以vB方向为正，则：vA =- v ， vB = v
O
A
vB
则Δp＝mvB - mvA ＝m[v – ( - v )]＝2mv， 合力冲量与vB同向
例4：水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，由
得 f=F/3
f
Ff
t
2t
动量定理解释生活现象
由Ft=ΔP可知： ①△P一定，t短则F大，t长则F小；
——缓冲装置 ②t一定，F大则△P大，F小则△P小；
③F一定，t长则△P大，t短则△P小。
生活中的应用
包装用的泡沫材料
生活中的应用
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
生活中的应用
应用举例
用锤子使劲压钉子，很难把钉子 压入木块中去；
静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经过时
间2t 物体停下来，设物体所受阻力为恒量，其大小为（ C ）
Ａ．F Ｂ． F / 2 Ｃ． F / 3 Ｄ． F / 4
解：整个过程的受力如图所示，
对整个过程，根据动量定理，设F方向为正方向，有
( F – f ) ×t – f ×2 t = 0
§1.2动量和动量定理
一、动量
1、概念： 在物理学中，物体的质量m 和速度v的乘积叫做动量。
2、定义式： P = mv
3、单位：千克米每秒，符号是kg ·m/s 4、对动量的理解： （1）矢量性： 运算遵循平行四边形定则 （2）瞬时性： 是状态量。 （3）相对性： 物体的动量与参考系的选择有关
思考与讨论