2018-2019学年人教版选修3-516.2动量和动量定理课件(31张)
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2 动量和动量定理
一、动量 1.动量 (1)定义:物理学中把物体的质量 m 跟运动速度 v 的乘积 mv 叫作动 量。 (2)定义式:p=mv。 (3)单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为 kg· m/s。 (4)矢量:由于速度是矢量,所以动量是矢量,它的方向与速度的方向 相同。 2.用动量概念表示牛顿第二定律
2.动量定理 (1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中 所受力的冲量。 mv'-mv = F(t'-t) (2)公式表示 p'-p = I (3)意义:冲量是物体动量变化的量度,合外力的冲量等于物体动量 的变化量。
预习交流 2
在日常生活中,有不少这样的例子:跳高时在下落处要放厚厚的海 绵垫子,跳远时要跳在沙坑中,这样做的目的是什么?
答案:可以用质量和速度的乘积(即动量)来描述。
二、动量定理 1.冲量 (1)定义:物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。 (2)公式:I=F(t'-t)。 (3)矢量:冲量是矢量,它的方向跟力的方向相同。 (4)物理意义:冲量是反映力对时间累积效应的物理量,力越大,时间 越长,冲量就越大。
迁移与应用 例 1 关于物体的动量,下列说法中正确的是( B.物体的加速度不变,其动量一定不变 C.动量越大的物体,其速度一定越大 D.物体的动量越大,其惯性也越大 解析:动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻的速 度方向,选项 A 正确。加速度不变,则物体速度的变化率恒定,物体的速 度均匀变化,故其动量也均匀变化,选项 B 错误。 物体动量的大小由物体 质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定,故物体的动量 大,其速度不一定大,选项 C 错误。惯性由物体质量决定,物体的动量越 大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项 D 错误。 答案:A 误区警示:动量取决于质量和速度两个因素,动量是矢量,其方向与 速度方向相同,动量变化时,可能是大小变化,也可能是方向变化。 )
二、冲量 活动与探究
1.冲量与功有哪些区别? 答案:(1)冲量是矢量,功是标量。 (2)由 I=Ft 可知,有力作用,这个力一定会有冲量,因为时间 t 不可能 为零。 但是由功的定义式 W=Fscos θ 可知,有力作用,这个力却不一定做 功。 例如:在斜面上下滑的物体,斜面对物体的支持力有冲量的作用,但 支持力对物体不做功;做匀速圆周运动的物体,向心力对物体有冲量的 作用,但向心力对物体不做功;处于水平面上静止的物体,重力不做功,但 在一段时间内重力的冲量不为零。
A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向
迁移训练 1 质量为 0.5 kg 的物体,运动速度为 3 m/s,它 在一个变力作用下速度变为 7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内 动量的变化量为( )
A.5 kg· m/s,方向与原运动方向相反
B.5 kg· m/s,方向与原运动方向相同 C.2 kg· m/s,方向与原运动方向相反 D.2 kg· m/s,方向与原运动方向相同 答案:A 解析:以原来的方向为正方向,由定义式 Δp=mv'-mv 得 Δp=(-7×0.5-3×0.5) kg·m/s=-5 kg· m/s,负号表示 Δp 的方向与原运动 方向相反。
2.在必修 2 中我们学过“动能”的概念,我们知道动能也是描述运动 物体状态的量。(1)它和动量有什么区别和联系?(2)动量大的物体动能 一定大吗?(3)质量和速度大小相同的两个物体动能相同,它们的动量也 一定相同吗?
答案:(1)动量与动能的比较:
动量 性质 区别 大小 变化 情况 联系 矢量 p=mv v 变化,p 一定变化 p= 2������������k ,Ek=
(1)公式表示:F= Δ������ 。 (2)意义:物体所受到的合外力等于它动量的变化率。
������
预习交流 1
经验告诉我们,当大卡车与轿车以相同的速度行驶时,大卡车比轿 车更难停下来。 同样,质量相同的两辆汽车以不同的速度行驶时,速度大 的汽车比速度小的汽车停下来要困难。显然单独用质量或速度无法正 确地描述运动物体的这一特征,如何描述更准确呢?
答案:这样可以延长作用时间,以减小相互作用力。
一、动量与动能 活动与探究
1.我们知道动量是一个矢量,它具有瞬时性、相对性的特点。 (1)你对动量的瞬时性是如何理解的? (2)为什么动量具有相对性的特点? 答案:(1)动量是状态量,我们谈到物体的动量,总是指物体在某一时 刻的动量,因此在用 p=mv 计算某时刻的动量时,v 应取这一时刻的瞬时 速度。 (2)速度的大小和方向跟参考系的选择有关,因此动量也具有相对 性,选用不同的参考系时,同一运动物体的动量可能不同。 通常在不说明 参考系的情况下,物体的动量是指物体相对于地面的动量。
(3)冲量是力在时间上的积累,而功是力在空间上的积累。这两种 积累作用可以在 F t 图象和 F s 图象上用面积表示。如图所示,图甲中 的曲线是作用在某一物体上的力 F 随时间 t 变化的曲线,图中阴影部分 的面积就表示力 F 在时间 Δt=t2-t1 内的冲量。 图乙中阴影部分的面积表 示力 F 做的功。
������ 2动能 标量 Ek Nhomakorabea mv2
2 1
v 变化,ΔEk 可能为零
2������
(2)由动量和动能的关系式 p= 2mE������ 可知,动量大的物体动能不一 定大,还要考虑质量的大小。 (3)质量和速度大小相同的两个物体动能相同,但动量不一定相同, 因为动能是标量,而动量是矢量,动量大小相同,但方向可能不同。
1.通常所说的物体的动量是指物体在某一时刻的动量,求动量时应 明确物体某一时刻的瞬时速度。 2.动量的表达式 p=mv 是矢量表达式,动量的方向与物体瞬时速度 的方向相同。 计算动量时,如果物体在一条直线上运动,则选定一个正方 向后,动量的矢量运算就可以转化为代数运算了。 3.选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就 不同,即动量具有相对性,通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是 指相对地面的动量。 4.设物体的初动量 p=mv,末动量 p'=mv',则物体动量的变化 Δp=p'-p=mv'-mv。由于动量是矢量,因此,上式一般意义上是矢量式。
一、动量 1.动量 (1)定义:物理学中把物体的质量 m 跟运动速度 v 的乘积 mv 叫作动 量。 (2)定义式:p=mv。 (3)单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为 kg· m/s。 (4)矢量:由于速度是矢量,所以动量是矢量,它的方向与速度的方向 相同。 2.用动量概念表示牛顿第二定律
2.动量定理 (1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中 所受力的冲量。 mv'-mv = F(t'-t) (2)公式表示 p'-p = I (3)意义:冲量是物体动量变化的量度,合外力的冲量等于物体动量 的变化量。
预习交流 2
在日常生活中,有不少这样的例子:跳高时在下落处要放厚厚的海 绵垫子,跳远时要跳在沙坑中,这样做的目的是什么?
答案:可以用质量和速度的乘积(即动量)来描述。
二、动量定理 1.冲量 (1)定义:物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。 (2)公式:I=F(t'-t)。 (3)矢量:冲量是矢量,它的方向跟力的方向相同。 (4)物理意义:冲量是反映力对时间累积效应的物理量,力越大,时间 越长,冲量就越大。
迁移与应用 例 1 关于物体的动量,下列说法中正确的是( B.物体的加速度不变,其动量一定不变 C.动量越大的物体,其速度一定越大 D.物体的动量越大,其惯性也越大 解析:动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻的速 度方向,选项 A 正确。加速度不变,则物体速度的变化率恒定,物体的速 度均匀变化,故其动量也均匀变化,选项 B 错误。 物体动量的大小由物体 质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定,故物体的动量 大,其速度不一定大,选项 C 错误。惯性由物体质量决定,物体的动量越 大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项 D 错误。 答案:A 误区警示:动量取决于质量和速度两个因素,动量是矢量,其方向与 速度方向相同,动量变化时,可能是大小变化,也可能是方向变化。 )
二、冲量 活动与探究
1.冲量与功有哪些区别? 答案:(1)冲量是矢量,功是标量。 (2)由 I=Ft 可知,有力作用,这个力一定会有冲量,因为时间 t 不可能 为零。 但是由功的定义式 W=Fscos θ 可知,有力作用,这个力却不一定做 功。 例如:在斜面上下滑的物体,斜面对物体的支持力有冲量的作用,但 支持力对物体不做功;做匀速圆周运动的物体,向心力对物体有冲量的 作用,但向心力对物体不做功;处于水平面上静止的物体,重力不做功,但 在一段时间内重力的冲量不为零。
A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向
迁移训练 1 质量为 0.5 kg 的物体,运动速度为 3 m/s,它 在一个变力作用下速度变为 7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内 动量的变化量为( )
A.5 kg· m/s,方向与原运动方向相反
B.5 kg· m/s,方向与原运动方向相同 C.2 kg· m/s,方向与原运动方向相反 D.2 kg· m/s,方向与原运动方向相同 答案:A 解析:以原来的方向为正方向,由定义式 Δp=mv'-mv 得 Δp=(-7×0.5-3×0.5) kg·m/s=-5 kg· m/s,负号表示 Δp 的方向与原运动 方向相反。
2.在必修 2 中我们学过“动能”的概念,我们知道动能也是描述运动 物体状态的量。(1)它和动量有什么区别和联系?(2)动量大的物体动能 一定大吗?(3)质量和速度大小相同的两个物体动能相同,它们的动量也 一定相同吗?
答案:(1)动量与动能的比较:
动量 性质 区别 大小 变化 情况 联系 矢量 p=mv v 变化,p 一定变化 p= 2������������k ,Ek=
(1)公式表示:F= Δ������ 。 (2)意义:物体所受到的合外力等于它动量的变化率。
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预习交流 1
经验告诉我们,当大卡车与轿车以相同的速度行驶时,大卡车比轿 车更难停下来。 同样,质量相同的两辆汽车以不同的速度行驶时,速度大 的汽车比速度小的汽车停下来要困难。显然单独用质量或速度无法正 确地描述运动物体的这一特征,如何描述更准确呢?
答案:这样可以延长作用时间,以减小相互作用力。
一、动量与动能 活动与探究
1.我们知道动量是一个矢量,它具有瞬时性、相对性的特点。 (1)你对动量的瞬时性是如何理解的? (2)为什么动量具有相对性的特点? 答案:(1)动量是状态量,我们谈到物体的动量,总是指物体在某一时 刻的动量,因此在用 p=mv 计算某时刻的动量时,v 应取这一时刻的瞬时 速度。 (2)速度的大小和方向跟参考系的选择有关,因此动量也具有相对 性,选用不同的参考系时,同一运动物体的动量可能不同。 通常在不说明 参考系的情况下,物体的动量是指物体相对于地面的动量。
(3)冲量是力在时间上的积累,而功是力在空间上的积累。这两种 积累作用可以在 F t 图象和 F s 图象上用面积表示。如图所示,图甲中 的曲线是作用在某一物体上的力 F 随时间 t 变化的曲线,图中阴影部分 的面积就表示力 F 在时间 Δt=t2-t1 内的冲量。 图乙中阴影部分的面积表 示力 F 做的功。
������ 2动能 标量 Ek Nhomakorabea mv2
2 1
v 变化,ΔEk 可能为零
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(2)由动量和动能的关系式 p= 2mE������ 可知,动量大的物体动能不一 定大,还要考虑质量的大小。 (3)质量和速度大小相同的两个物体动能相同,但动量不一定相同, 因为动能是标量,而动量是矢量,动量大小相同,但方向可能不同。
1.通常所说的物体的动量是指物体在某一时刻的动量,求动量时应 明确物体某一时刻的瞬时速度。 2.动量的表达式 p=mv 是矢量表达式,动量的方向与物体瞬时速度 的方向相同。 计算动量时,如果物体在一条直线上运动,则选定一个正方 向后,动量的矢量运算就可以转化为代数运算了。 3.选取不同的参考系,同一物体的速度可能不同,物体的动量也就 不同,即动量具有相对性,通常在不说明参考系的情况下,物体的动量是 指相对地面的动量。 4.设物体的初动量 p=mv,末动量 p'=mv',则物体动量的变化 Δp=p'-p=mv'-mv。由于动量是矢量,因此,上式一般意义上是矢量式。