动量和动量定理课件
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动量和动量定理 课件
思考探究 动量变化与什么因素有关?
答案: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,可能是质量、速度大小变化,也可能是速 度方向变化。
典题例解 【例 1】
如图所示,PQS 是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道,圆心 O 在 S 的正上方。在 O 和 P 两点各有一个质为 m 的小物块 a 和 b, 从同一时刻开始,a 自由下落,b 沿圆弧下滑。以下说法正确的是 ()
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:这样可以延长作用时间,以减小对运动员的冲力。
一、 对动量及动量变化的理解
知识精要 (1)动量的瞬时性: 通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量 的大小可用 p=mv 表示。 (2)动量的矢量性: 动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。有关动量的运算, 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。 (3)动量的相对性: 物体的动量与参考系的选择有关。选择不同的参考系时,同一物 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 物体相对地面的动量。
(4)动量的变化量: 是矢量,其表达式 Δp=p2-p1 为矢量式,运算遵循平行四边形定则。 当 p2、p1 在同一直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运 算。
(5)动量 p 与动量变化量 Δp 的区别: ①p=mv,是动量,既有大小又有方向,是状态量,即与状态有关。 ②Δp=p2-p1,是动量变化量,也是矢量,是过程量,与状态变化有 关。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解 题时做必要的说明)
动量和动量定理 课件
一、动量
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体
的动量p,用公式表示为 p=mv
2、单位:在国际单位制中,动量的单位是
千克·米/秒,符号是 kg·m/s ; 3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的
方向与该时刻速度的方向相同; 4、动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量; 5、动量是相对的,与参考系的选择有关。
量 (N·S)
Ek= mv2/2
标 量
kg·m2/s2
(J)
若速度变化,则 Δp一定不为零
若速度变化, ΔEk可能为零
动量与动能间量值关系:
p 2mEk
Ek
1 2
pv
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
动量发 生变化
速度大小改变方向不变 速度大小不变方向改变 速度大小和方向都改变
质量为m的物体,在合力F的作用下,经过一段时 间t,速度由v 变为v’
分析:由牛顿第二定律知: F = m a
而加速度定义有: a v ' v
联立可得:F m v ' v
t =⊿p/⊿t
t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得: Ft mv ' mv
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
二、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
(或动量的增量),即 p = p' - p
2、动量变化的三种情况:
大小变化、方向改运算:
P ΔP P′
P P′
ΔP
P′ P
ΔP
4、不在同一直线上的动量变化的运算,遵循 平行四边形定则:
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体
的动量p,用公式表示为 p=mv
2、单位:在国际单位制中,动量的单位是
千克·米/秒,符号是 kg·m/s ; 3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的
方向与该时刻速度的方向相同; 4、动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量; 5、动量是相对的,与参考系的选择有关。
量 (N·S)
Ek= mv2/2
标 量
kg·m2/s2
(J)
若速度变化,则 Δp一定不为零
若速度变化, ΔEk可能为零
动量与动能间量值关系:
p 2mEk
Ek
1 2
pv
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
动量发 生变化
速度大小改变方向不变 速度大小不变方向改变 速度大小和方向都改变
质量为m的物体,在合力F的作用下,经过一段时 间t,速度由v 变为v’
分析:由牛顿第二定律知: F = m a
而加速度定义有: a v ' v
联立可得:F m v ' v
t =⊿p/⊿t
t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得: Ft mv ' mv
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
二、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
(或动量的增量),即 p = p' - p
2、动量变化的三种情况:
大小变化、方向改运算:
P ΔP P′
P P′
ΔP
P′ P
ΔP
4、不在同一直线上的动量变化的运算,遵循 平行四边形定则:
动量和动量定理精ppt课件
⑴动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是 物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受 的合外力的冲量。
⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量) 间的互求关系。
⑶实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率: ∑ F=Δp/ Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
⑷动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢
量必须以同一个规定的pp方t精选向版为正。
8
2.动量定理具有以下特点:
①矢量性:合外力的冲量∑F· Δt 与动量的变化量Δp均
为矢量,规定正方向后,在一条直线上矢量运算变为代数运算;
②相等性:物体在时间Δt内物体所受合外力的冲量等于物体 在这段时间Δt内动量的变化量;因而可以互求。
③独立性:某方向的冲量只改变该方向上物体的动量;
A、向下,m(v1-v2) C、向上,m(v1-v2)
B、向下,m(v1+v2) D、向上,m(v1+v2)
ppt精选版
13
例5 水平面上一质量为m的物体,在水平恒力F
作用下,由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
动量和动量定理
ppt精选版
1
• 在上一节我们学过,mv这个量是我们在 碰撞中所追寻到的守恒量,故mv这个量 具有特殊的含义。我们把这个量命名为 动量。
ppt精选版
2
一、动量概念及其理解
(1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为
该物体的动量
p=mv
(2)特征:
①v为瞬时速度,故动量是状态量,它与某一时刻 相关;
⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量) 间的互求关系。
⑶实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率: ∑ F=Δp/ Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
⑷动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢
量必须以同一个规定的pp方t精选向版为正。
8
2.动量定理具有以下特点:
①矢量性:合外力的冲量∑F· Δt 与动量的变化量Δp均
为矢量,规定正方向后,在一条直线上矢量运算变为代数运算;
②相等性:物体在时间Δt内物体所受合外力的冲量等于物体 在这段时间Δt内动量的变化量;因而可以互求。
③独立性:某方向的冲量只改变该方向上物体的动量;
A、向下,m(v1-v2) C、向上,m(v1-v2)
B、向下,m(v1+v2) D、向上,m(v1+v2)
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13
例5 水平面上一质量为m的物体,在水平恒力F
作用下,由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
动量和动量定理
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1
• 在上一节我们学过,mv这个量是我们在 碰撞中所追寻到的守恒量,故mv这个量 具有特殊的含义。我们把这个量命名为 动量。
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2
一、动量概念及其理解
(1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为
该物体的动量
p=mv
(2)特征:
①v为瞬时速度,故动量是状态量,它与某一时刻 相关;
动量和动量定理课件
2.动量定理的应用 (1)定性解释有关现象: ①物体的动量变化量一定时,此时力的作用时间越短,力 就越大;力的作用时间越长,力就越小。如:冲床冲压工件时, 缩短力的作用时间,产生很大的作用力,而在轮渡码头上装有 橡皮轮胎,搬运玻璃等易碎物品时,包装箱内放些碎纸、刨花、 塑料等,都是为了延长作用时间,减小作用力。
(3)动量定理的应用: 碰撞时可产生冲击力,根据动量定理,在动量变化量 相同的情况下要增大这种冲击力就要设法 减少冲击力的作 用时间。要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设 法延长其作用时间。 [关键一点] 同一物体与不同接触面碰撞时,要分析 它们的作用力大小,必须在物体的动量变化量相同的条件 下考虑作用时间。
[名师点睛] (1)应用动量定理解题时,一定要对物体进行受力分析, 明确各个力和合力是正确应动量定理的前提。 (2)列方程时一定要先选定正方向,严格使用矢量式。 (3)变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。
[名师点睛] (1)冲量是矢量,求冲量的大小时一定要注意是力与 其对应的时间的乘积。 (2)冲量的计算公式I=Ft适用于计算某个恒力的冲量。 若力为同一方向上均匀变化的力,该力的冲量可以用平均 力计算,若力为一般的变力则不能直接计算冲量。
1.对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合外力的冲量与动量的变化量之间的 因果关系,即合外力的冲量是原因,物体动量的变化量是结果。 (2)由动量定理可以得出 F=pt′ ′- -tp,它说明动量的变化率 决定于物体所受的合外力。
2.冲量的计算 (1)某个力的冲量:仅由该力的大小和作用时间共同决定, 与其他力是否存在及物体的运动状态无关,例如,一个物体 受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态,其中每一个 力的冲量均不为零。 (2)求合冲量: ①如果是一维情形,可以化为代数和,如果不在一条直 线上,求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出。 ②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量 的矢量和,I合=F1Δt1+F2Δt2+F3Δt3+…;如果各力的作用 时间相同,也可以先求合力,再用I合=F合Δt求解。 (3)变力的冲量可用动量定理求解。
动量和动量定理 课件
A、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相同.
B、动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力,也适用于 随时间变化的变力,对于变力情况,
动量定理中的F应理解为变力在作用时
间内的平均值.
ห้องสมุดไป่ตู้
4、定性讨论动量定理的 应用
在动量变化一定 的情况下,如果 需要增大作用力, 必须缩短作用时 间.如果需要减 小作用力,必须 延长作用时间------缓冲作用.
用动量概念表示牛顿第二定律
一、用动量概念表示牛顿第二定律
假设物体m受到恒力 F的作用,做匀变速直线 运动。在时刻t物体的初 速度为v,在时刻t´的末 速度为v´
F
牛顿第二定律的另一种表达方式:
F=P/t
表示:物体动量的变化率等于它 所受到的力
二、动量定理
1、冲量:力与力的作用时间的乘积 表达式:I=Ft 单位:N.s 物理意义:反映了力的作用对时间的 积累效应 方向:冲量是矢量,恒力的冲量与力 的方向相同
例一、放在水平面上质量为m的物体, 用一水平力F推它t秒,但物体始终没 有移动,则这段时间内F对物体的冲量 为( )
A、0
B、Ft
C、mgt
D、不能确定
F
2、动量定理
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合外力 的冲量.
表达式:
P´-P=I
mv´-mv=F(t´-t)
3、对动量定理的理解
G F
小结:
• 动量定理:合外力的冲量等于物 体的动量变化.
• 动量定理在生产生活中有广泛的 应用.
包装用的泡沫材料
例三、如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平 力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动;若迅速拉 动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这种现象 的正确说法是( )
B、动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力,也适用于 随时间变化的变力,对于变力情况,
动量定理中的F应理解为变力在作用时
间内的平均值.
ห้องสมุดไป่ตู้
4、定性讨论动量定理的 应用
在动量变化一定 的情况下,如果 需要增大作用力, 必须缩短作用时 间.如果需要减 小作用力,必须 延长作用时间------缓冲作用.
用动量概念表示牛顿第二定律
一、用动量概念表示牛顿第二定律
假设物体m受到恒力 F的作用,做匀变速直线 运动。在时刻t物体的初 速度为v,在时刻t´的末 速度为v´
F
牛顿第二定律的另一种表达方式:
F=P/t
表示:物体动量的变化率等于它 所受到的力
二、动量定理
1、冲量:力与力的作用时间的乘积 表达式:I=Ft 单位:N.s 物理意义:反映了力的作用对时间的 积累效应 方向:冲量是矢量,恒力的冲量与力 的方向相同
例一、放在水平面上质量为m的物体, 用一水平力F推它t秒,但物体始终没 有移动,则这段时间内F对物体的冲量 为( )
A、0
B、Ft
C、mgt
D、不能确定
F
2、动量定理
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合外力 的冲量.
表达式:
P´-P=I
mv´-mv=F(t´-t)
3、对动量定理的理解
G F
小结:
• 动量定理:合外力的冲量等于物 体的动量变化.
• 动量定理在生产生活中有广泛的 应用.
包装用的泡沫材料
例三、如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平 力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动;若迅速拉 动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这种现象 的正确说法是( )
动量和动量定理 课件
再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象.在实际应 用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力而被人们所利 用,有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用.请同学们再 举些有关实际应用的例子.加强对周围事物的观察能力,勤于思 考,一定会有收获.
分析:1.对于钉钉子:缩短作用时间,增大作用力。
2.对于跳沙坑:延长作用时间,减小作用力。
间的互求关系。
⑶实际上现代物理学把F力=Δ定p/义Δ为t=m物Δ体v动/ Δ量t=的ma变化率: F合=Δp/ Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
⑷动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢 量必须以同一个规定的方向为正。
动量定理的理解
1.物理意义:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化. 2.公式:Ft=p/一p 其中F是物体所受合力,p是初动量,p/是末 动量,t是物体从初动量p变化到末动量p‘所需时间,也是合力 F作用的时间。
动量和动量定理
四、动量定理(可求I、F、P、t、△P)
1.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
即 I=Δp
F合· Δt = mv′- mv = Δp
⑴动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是
物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受
的合外力的冲量。(与动能定理比较)
⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)
解析:设以返回的速度方向为正方向
由动量定理得:
Ft=mv-(-mv0), 则F=1260N,即F与返回速度同向
由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量, 由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力。
2.动量的变化率:动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值 。由动量定理Ft=△p得F=△P/t,可见,动量的变化率等于物体 所受的合力。当动量变化较快时,物体所受合力较大,反之则 小;当动量均匀变化时,物体所受合力为恒力.
动量和动量定理课件
问题,动能定理可以对分过程应用,也可以对 全过程应用.
2.求多过程的合冲量时,要注意每个力对应的作用时间, 是作用在全过程,还是分过程.
一质量为 2 kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动.F 随时间 变化的图线如图所示,则( )
A.t=1 s 时物块的速率为 1 m/s B.t=2 s 时物块的动量大小为 4 kg·m/s C.t=3 s 时物块的动量大小为 5 kg·m/s D.t=4 s 时物块的速度为零
三、动量定理 内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化. 表达式:Ft=mv2-mv1 矢量性:动量变化量方向与合力的方向相同,可以分方
向用动量定理.
考点一 动量的理解
动量、动能、动量变化量的比较
定义式 标矢性 特点 关联方程
动量
动能
动量变化量
p=mv 矢量
Ek=21mv2 标量
Δp=p′-p 矢量
状态量
状态量
过程量
Ek=2pm2 ,p= 2mEk I=Δp
(多选)关于动量的变化,下列说法正确的是( ) A.在直线运动中,物体速度增大,动量的变化量的方向与 运动方向相同 B.质点的速度大小不变时,动量的变化为零 C.质点做曲线运动时,动量的变化一定不为零 D.小球做平抛运动,相同时间内,动量的变化可能不相同
(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量; (2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.
【答案】 (1)ρv0S (2)v20g2-2ρM2v2g02S2
【解析】 (1)设Δt 时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,
质量为Δm,则Δm=Ρδv
Ft2+F′(t3-t2),代入数据可得p=2×2 kg·m/s-1×(3-2) kg·m/s=3 kg·m/s,故C项错误;t4=4 s时,由Ft2+F′(t4-t2)
2.求多过程的合冲量时,要注意每个力对应的作用时间, 是作用在全过程,还是分过程.
一质量为 2 kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动.F 随时间 变化的图线如图所示,则( )
A.t=1 s 时物块的速率为 1 m/s B.t=2 s 时物块的动量大小为 4 kg·m/s C.t=3 s 时物块的动量大小为 5 kg·m/s D.t=4 s 时物块的速度为零
三、动量定理 内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化. 表达式:Ft=mv2-mv1 矢量性:动量变化量方向与合力的方向相同,可以分方
向用动量定理.
考点一 动量的理解
动量、动能、动量变化量的比较
定义式 标矢性 特点 关联方程
动量
动能
动量变化量
p=mv 矢量
Ek=21mv2 标量
Δp=p′-p 矢量
状态量
状态量
过程量
Ek=2pm2 ,p= 2mEk I=Δp
(多选)关于动量的变化,下列说法正确的是( ) A.在直线运动中,物体速度增大,动量的变化量的方向与 运动方向相同 B.质点的速度大小不变时,动量的变化为零 C.质点做曲线运动时,动量的变化一定不为零 D.小球做平抛运动,相同时间内,动量的变化可能不相同
(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量; (2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.
【答案】 (1)ρv0S (2)v20g2-2ρM2v2g02S2
【解析】 (1)设Δt 时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,
质量为Δm,则Δm=Ρδv
Ft2+F′(t3-t2),代入数据可得p=2×2 kg·m/s-1×(3-2) kg·m/s=3 kg·m/s,故C项错误;t4=4 s时,由Ft2+F′(t4-t2)
动量和动量定理课件
运动员与网接触的过程,设网对运动员的作用力为 FN,对运动员,由动
量定理(以向上为正方向)有:
(FN-mg)t=mv2-m(-v1)
2 -(-1 )
60×10-60×(-8)
+mg=
1.2
解得 FN=
上。
N+60×10 N=1.5×103 N,方向向
方法二:此题也可以对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢
量),Δp=p'-p(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量
的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时
的正、负号仅表示方向,不表示大小)。
3.冲量
(1)定义:力 F 与力的作用时间 t 的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式:I=F·
t。
(3)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·
秒,符号是 N·
s。
(4)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。
说明:I=F·
t 仅适用于求恒力的冲量。
4.动量定理
(1)表述: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。
(2)表达式:Ft=mv'-mv 或 I=p'-p。
(3)冲量的单位:在国际单位制中,力 F 的单位是 N,时间 t 的单位是 s,所
以冲量的单位是 N·
s。动量和冲量的单位关系是 1 N·
s=1 kg·
m/s,但要区别使
用。
2.冲量与功的区别
冲量
功
W=Fx
公式 I=Ft
标、
量定理(以向上为正方向)有:
(FN-mg)t=mv2-m(-v1)
2 -(-1 )
60×10-60×(-8)
+mg=
1.2
解得 FN=
上。
N+60×10 N=1.5×103 N,方向向
方法二:此题也可以对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢
量),Δp=p'-p(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量
的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时
的正、负号仅表示方向,不表示大小)。
3.冲量
(1)定义:力 F 与力的作用时间 t 的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式:I=F·
t。
(3)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·
秒,符号是 N·
s。
(4)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。
说明:I=F·
t 仅适用于求恒力的冲量。
4.动量定理
(1)表述: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。
(2)表达式:Ft=mv'-mv 或 I=p'-p。
(3)冲量的单位:在国际单位制中,力 F 的单位是 N,时间 t 的单位是 s,所
以冲量的单位是 N·
s。动量和冲量的单位关系是 1 N·
s=1 kg·
m/s,但要区别使
用。
2.冲量与功的区别
冲量
功
W=Fx
公式 I=Ft
标、
动量和动量定理 课件
力。(g取10 m/s2)
点拨:从同一高度下落,落到接触面上的初动量相同,又因为末
动量为0,所以动量变化量相同,但作用时间不同。根据动量定理可
求作用力。注意动量定理中的力是合力,而不仅是支持力。
解析:若规定竖直向上为正方向,则运动员着地(接触海绵或沙
坑)过程中的始、末动量为 p=mv=- 2ℎ, ′ = 0
所受力的冲量。
2.表达式:mv'-mv=F(t'-t),或p'-p=I。
3.适用条件:动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。
4.说明:对于变力的冲量,动量定理中的F应理解为变力在作用时
间内的平均值。
一、对动量的理解
1.动量的认识。
(1)动量是状态量,具有瞬时性,即p=mv中的速度v是瞬时速度。
(2)动量具有相对性,因物体的速度与参考系的选取有关,故物体
比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。应用动量定理解题
的思路和一般步骤为
1.明确研究对象和研究过程。即明确对谁、对哪一个过程运用
动量定理解题。研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成
的系统。系统内各物体可以保持相对静止,也可以相对运动。研究
过程可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段。
2.进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的
生变化,物体的动量就发生变化。动量的变化用Δp表示,动量的变
化也叫作动量的增量。
(2)表达式:Δp=pt-p0,其中p0,pt分别是物体的初动量和末动量。
(3)计算方法:因为动量p是矢量,所以动量的变化Δp=pt-p0是矢量
式,在一般情况下,应当用平行四边形定则计算动量的变化。当初、
末动量在一条直线上时,可规定正方向,化矢量运算为代数运算。
点拨:从同一高度下落,落到接触面上的初动量相同,又因为末
动量为0,所以动量变化量相同,但作用时间不同。根据动量定理可
求作用力。注意动量定理中的力是合力,而不仅是支持力。
解析:若规定竖直向上为正方向,则运动员着地(接触海绵或沙
坑)过程中的始、末动量为 p=mv=- 2ℎ, ′ = 0
所受力的冲量。
2.表达式:mv'-mv=F(t'-t),或p'-p=I。
3.适用条件:动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。
4.说明:对于变力的冲量,动量定理中的F应理解为变力在作用时
间内的平均值。
一、对动量的理解
1.动量的认识。
(1)动量是状态量,具有瞬时性,即p=mv中的速度v是瞬时速度。
(2)动量具有相对性,因物体的速度与参考系的选取有关,故物体
比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。应用动量定理解题
的思路和一般步骤为
1.明确研究对象和研究过程。即明确对谁、对哪一个过程运用
动量定理解题。研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成
的系统。系统内各物体可以保持相对静止,也可以相对运动。研究
过程可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段。
2.进行受力分析。只分析研究对象以外的物体施给研究对象的
生变化,物体的动量就发生变化。动量的变化用Δp表示,动量的变
化也叫作动量的增量。
(2)表达式:Δp=pt-p0,其中p0,pt分别是物体的初动量和末动量。
(3)计算方法:因为动量p是矢量,所以动量的变化Δp=pt-p0是矢量
式,在一般情况下,应当用平行四边形定则计算动量的变化。当初、
末动量在一条直线上时,可规定正方向,化矢量运算为代数运算。
动量和动量定理 课件
二、冲量 1.定义:力与力的作用时间的乘积。 2.公式:I= F(t′-t) 。 3.单位: 牛·秒,符号是 N·s 。 4.矢量性:方向与力的方向相同。 5.物理意义:反映力的作用对时间的积累效应。 三、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。
2.表达式:mv′-mv=F(t′-t)或 p′-p= I 。
对动量、冲量的理解
1.动量的性质 (1)瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一 位置的动量,动量的大小可用 p=mv 表示。 (2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。 (3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体 的动量也与参考系的选取有关。
2.冲量的性质 (1)过程量:冲量描述的是力的作用对时间的积累效应,取 决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是 哪一个力在哪一段时间内的冲量。 (2)矢量性:冲量的方向与力的方向相同,与相应时间内物 体动量变化量的方向相同。 3.动量的变化量:是矢量,其表达式 Δp=p2-p1 为矢量式, 运算遵循平行四边形定则,当 p2、p1 在同一条直线上时,可规 定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
[解析] (1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则 p1=mv1=5×10-3×39.06 kg·m/s=0.125 kg·m/s p2=mv2=-5×10-3×334.62 kg·m/s=-0.475 kg·m/s, 所以动量的变化量 Δp=p2-p1=(-0.475-0.125)kg·m/s=-0.600 kg·m/s,所 以羽毛球的动量变化大小为 0.600 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的 方向相反。
动量和动量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理
一、动量及动量的变化 1.动量 (1)定义:物体的 质量和速度 的乘积。 (2)公式: p=mv。 (3)单位:千克·米/秒,符号:kg·m/s 。 (4)矢量性:方向与 速度的方向相同。运算遵守平行四边形 法则。
16.2动量和动量定理 (共28张PPT)
? 思考与讨论
试讨论以下几种运动的动量变化情况
物体做匀速直线运动
动量大小、方向均不变
物体做自由落体运动
动量方向不变,大小随时间推移而增大
物体做平抛运动
动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大
物体做匀速圆周运动
动量方向时刻改变,大小不变
拓展
1. 动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。
2. 动量是矢量,动能是标量。
冲量。 (4) 冲量的计算要明确求哪个力的冲量,还是物体的合外力的
冲量。I = Ft 只能求恒力的冲量。
典例探究
例2 把一个质量 m = 2 kg的小球沿水平方向抛出,不计空气 阻力,经 t = 5 s,求小球受到的重力的冲量I。(取g=10m/s2)
I = mgt = 100 N·s,方向竖直向下
2. 关于冲量,下列说法正确的是( A )
A. 冲量是物体动量变化的原因 B. 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 C. 动量越大的物体受到的冲量越大 D. 冲量的方向就是物体受力的方向
3. 把重物压在纸带上,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,解释这一现象的正确说法是 ( CD )
C.物体的速度大小不变时,动量的变化△p为零
D.物体做曲线运动时,动量的变化△p一定不为零
典例探究
例1 一个质量m= 0.1 kg 的钢球,以ʋ = 6 m/s 的速度水平向右 运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以ʋ'= 6 m/s 的速度水平向左运动,如图所示。碰撞前后钢球的动量各是 多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?
课堂测试
1. 关于动量的变化,下列说法正确的是( ABD )
动量和动量定理 课件
如果不在同一直线上,则按照以下规 则进行:
将初动量和末动量的尾端放在一起, 从初动量箭端指向末动量的箭端的 有向线段就是动量的变化量。
Pt
P
PO
例3: 一个质量为m=1kg的物体,以初速度 v0=10m/s水平抛出,求(1)1s末物体的动量(2 )1s 内物体动量的变化量。
vo vt
po
ΔP
pt
二、动量定理
质量为m的物体,在恒力的作用下,经过一段 时间t,速度由v 变为v’,求恒力F
由牛顿第二定律,得: F = m a
由加速度定义,得: a v ' v
t
联立可得:
F m v ' v t
=⊿p/⊿t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得: Ft mv ' mv
力与力的作用时间的乘积 叫力的冲量(I=Ft)
一、动量
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体 的动量p,用公式表示为 p=mv 2、单位:千克·米/秒,符号是 kg·m/s ; 3、矢量性:动量的方向与该时刻速度的方向相同;
4、状态量:动量与“时刻”对应 5、相对性:与参考系的选择有关。 6、动量变化量p(动量变化、动量增量):
p = p' - p (矢量差)
四、动量定理的定量计算
总结运用动量定理解题的步骤: ①确定研究对象; ②对研究对象进行受力分析,确定力的作用时间; ③找出物体的初末状态并确定相应的动量; ④如果初、末动量在同一直线上,则选定正方向; ⑤根据动量定理列方程求解。
2、已知鸟的质量为1kg,身长为15cm,鸟与飞机 相撞面积S=0.01m2,飞机的速度为600m/s,试 求鸟对飞机的撞击所产生压强的大小。
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【标准解答】选C.动量等于运动物体质量和速度的乘积,动 量大小与物体质量、速度两个因素有关,A、B错;由动量大 小和动能的表达式可得出两物体动能相同,但质量关系不明 确,并且动量是矢量,动能是标量,故D错,C正确.
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【规律方法】 动量的决定因素及与动能的区别 (1)动量的大小等于m与v的乘积,不能单纯的通过m或者v判断 动量的大小. (2)动量是矢量,其方向就是对应时刻瞬时速度的方向,是瞬 时量. (3)动量与动能有本质的区别,动量是矢量,动能是标量,动 量的大小与动能的大小满足关系式 p 2mEk.
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(1)冲量是矢量,求冲量的大小时一定要注意是力与其 对应的时间的乘积. (2)判断两个力的冲量是否相同,必须满足冲量的大小和方向 都相同,缺一不可.
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【典例2】质量为m的物体放在水平面上,在与水平方向成θ
夹角的拉力F的作用下由静止开始运动,经过时间t速度达到v,
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2.动量定理的应用 (1)定性分析有关现象 ①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大, 反之力就越小;例如:易碎品包装箱内为防碎而放置的碎纸、 刨花、塑料泡沫等填充物. ②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反 之动量变化量就越小.例如:杂耍中,铁锤猛击“气功师”身上 的石板令其碎裂,作用时间很短,铁锤对石板的冲量很小, 石板的动量几乎不变,“气功师”才不会受伤害.
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3.动量具有相对性:物体的动量与参考系的选择有关.选不同 的参考系时,同一个物体的动量可能不同,通常在不指明的 情况下,物体的动量是指物体相对地面的动量. 4.动量的变化量也是矢量:Δp=p′-p=m·Δv为矢量表达式, 其方向同Δv的方向.分析计算Δp以及判断Δp的方向时,如 果物体在一条直线上运动,就能直接选定一个正方向,矢量 运算就可以转化为代数运算;当不在同一直线上运动时,应 依据平行四边形定则运算.
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【规律方法】 明确冲量是力与时间的乘积 (1)冲量是描述力对其作用时间的累积效果,力越大,作用时 间越长,冲量就越大. (2)冲量是一个过程量,学习冲量必须明确研究对象和作用过 程,即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体产生的冲 量. (3)某个力的冲量的方向与合力的冲量方向不一定相同.
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二、对冲量的理解
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1.冲量的理解 (1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效 应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确 所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量. (2)冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向 与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与 相应时间内物体动量变化量的方向相同. (3)冲量的单位:在国际单位制中,力F的单位是N,时间t的 单位是s,所以冲量的单位是N·s.动量与冲量的单位关系是: 1 N·s=1 kg·m/s,但要区别使用.
在这一时间内拉力F和重力G的冲量大小分别为( )
A.Flcosθ,0
B.mv,Ft
C.Ft,0
D.Ft,mgt
【解题指导】要明确冲量的概念和公式,力的冲量,
是力与时间的乘积,其方向与力的方向相同,并不是与物体
的速度方向相同;同时要区别于合力的冲量.
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【标准解答】选D.许多同学认为在此题中,重力和支持力的 方向与运动方向垂直,它们的作用效果对物体的运动没有影 响,因此它们的冲量为零,实际上这是错误的,根据冲量的 概念可知拉力的冲量为Ft,重力的冲量为mgt.故正确选项为 D.
2mEk.
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【典例1】(2011·昆明高二检测)下列关于动量的说法中,正 确的是( ) A.质量大的物体动量一定大 B.速度大的物体动量一定大 C.两物体动能相等,动量不一定相等 D.两物体动能相等,动量一定相等
【解题指导】分析动量的相关问题时要注意从影响动 量的因素入手,其大小是由质量和速度的乘积决定的,单独 的质量或速度都不能决定动量的大小;而动量与动能的大小 满足 p 2mEk .
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三、对动量定理的理解和应用
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1.对动量定理的理解 (1)在中学物理中,动量定理的研究对象通常为单个物体. (2)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观 物体的高速运动.不论是变力还是恒力,不论几个力作用时间 是同时还是不同时,不论物体的运动轨迹是直线还是曲线, 动量定理都适用.
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(3)动量定理反映了合外力的冲量与动量的变化量之间的因果 关系,即合外力的冲量是原因,物体动量的变化量是结果. (4)动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化量的关系,反 映了力对时间的累积效应,与物体的初、末动量以及某一时 刻的动量无必然联系,物体动量变化的方向与合力的冲量的 方向相同,物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向 无必然联系.
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(1)动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,但
它们描述的角度不同.动量是从动力学角度描述物体运动状态
的,它描述了运动物体能够产生的效果;速度是从运动学角
度描述物体运动状态的.
(2)动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,动量是矢量,
但动能是标量,它们之间数值的关系是:
Ek
p2 ,p 2m
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2.冲量的计算 (1)某个力的冲量:仅由该力和力的作用时间共同决定,与其 他力是否存在及物体的运动状态无关.例如:一个物体受几个 恒力作用处于静止或匀速直线运动状态,其中每一个力的冲 量均不为零. (2)求合冲量 ①如果是一维情形,可以化为代数和,如果不在一条直线上, 求合冲量遵循平行四边形定则. ②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量 和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力, 再用公式I合=F合·Δt求解. (3)变力的冲量要用动量定理列式求解.
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一、正确理解动量及动量的变化量
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1.动量是状态量:进行动量运算时,要明确是哪一个物体在 哪一个状态(时刻)的动量.公式p=mv中的速度v是瞬时速度. 2.动量是矢量:动量的方向与物体瞬时速度的方向相同.如果 在一条直线上运动,可以选定一个正方向,其正负就容易确 定了.