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5、杂技表演时,常看见有人用铁 锤猛击放在“大力士”身上的大石 块,石裂而人不伤。为什么?
6、有些运动鞋底有空气软垫。源自文库什么?
物理选修3-5
第一章 第一节:动量定理
一、动量 生活中,我们会感受到质量大的东西, 它们运动起来停下来更困难,同样质 量的物体,速度大的停下来更困难。 物理学上为了描述这一现象,引进了 动量。运动物体的质量和速度的乘积 叫做动量,用字母p来表示: p=m*v
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本节教学目标: 1、理解动量的概念,知道冲量的定义。 2、能用牛顿运动定律和运动学公式推导动 量定理。 3、理解动量定理的确切含义和表达式;知 道动量定理也适用于变力。 4、掌握一维情况下动量定理的相关计算; 并会用动量定理解释有关物理现象。
分析:△P=Ft=mgt=20kg.m/s 学生练习2:以10m/s的速度竖直向上抛出的
小球,落地时的速度大小为20m/s,试求小球 在空中运动的时间。(不计空气阻力) 分析:取竖直向上方向为正方向,设小球的质 量为m,g=10m/s2 由动量定理有: mgt=mv2-mv1 解得:t=3s
小结:利用动量定理不仅可以解决匀变速 直线运动的问题,还可以解决曲线运动中 的有关问题,将较难计算的问题转化为较 易计算的问题,
v/2
分析:取向左为正方向,由动量定理得: F t=mv2-mv1=½mv-(-mv)=3/2mv 所以 F=3/2mv/t
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外力。 比较:F1与F2的大小? 答案:F1>F2
当动量变化较快时,物体所受合外力较大,反之则小;
此关系可由图所示的图线来描述,图线斜率即 △p F1 为物体所受合外力F, 斜率大,则F也大 F2
0 t
3、定理中的F表示合外力
例3:质量为0.40kg的小球从高 3.20m处自由下落,碰到地面后竖 直向上弹起到1.80m高处,碰撞时 间为0.040s,g取10m/s2,求碰撞过 程中地面对球的平均冲力。
4、运用动量定理解题步骤:
(1)确定研究对象; (2)明确研究过程,对研究对象进行受力分析。 (3)找出物体的初末状态并确定相应的动量; (4)选定正方向; (5)根据动量定理列方程求解; 对结果进行必要的分析。
学生课后作业:观察并分析以下现象。 l、一个人慢行和跑步时,不小心与迎面的一棵 树相撞,其感觉有什么不同?请解释。 2、一辆满载货物的卡车和一辆小轿车在同样的 牵引力作用下都从静止开始获得相同的速度, 哪辆车起动更快?为什么? 3、在下列各种运动中,任何相等的时间内物体 动量的增量总是相同的有: A、匀加速直线运动 B、平抛运动 C、匀减速直线运动 D、匀速圆周运动 答案:ABC
1、汽车相撞造成的恶性交通事故。中国每年交通 事故50万起,因交通事故死亡人数均超过10万 人, 已经连续十余年居世界第一!
2、安全带与安全气囊能减轻交通 事故对车内人员的伤害。
3、鸡蛋掉下来怎样才不会破?
4、用锤子使劲压钉子很难把钉子压入木块中,但 如果用锤子快速敲打钉子则很容易敲入木块。这是 为什么?
下面我们就推导:物体动量的变化量与作用力和时 间的关系。 设初速度为v1,末速度为v2,在合外力F力的作用 下有: a=(v2-v1)/t 代入牛顿第二 定律得: F=ma=m (v2-v1)/t 上式变形得: Ft=mv2-mv1 此式中Ft表示力和作用时间的乘积,叫做冲量, 用I表示,则I=Ft,冲量也是矢量,单位:N.s
分析:小球落地瞬间速度:V1=√2gh1= 8m/s 小球反弹瞬间速度: V2=√2gh2=6m/s 取竖直向上为正方向,由动量定理可知: F合=F-mg=mV2-mV1 所以F=9.6N
学生练习1:有一个物体质量为1kg,以10m/s
的初速度水平抛出,问经过2S物体的动量的变 化量为多大?此时物体还没落地。(不计空气 阻力)
二、动量定理
1、内容: 物体所受的合外力的冲量等于物体动 量的变化。 2、表达式: ﹡理解: F—物体所受的合外力; t—合外力作用时间; Ft —合外力的冲量; Δp=m v '-mv —末动量减初动量。
v'
3、单位:F的单位是N,t的单位是s,p和 p' 的单位 是 kg· m/s(kg· ms-1)
★关于动量需要注意的问题: 1,动量是矢量,其方向与速度方向一 致。 2,动量的单位:kg .m/s 3,动量的大小和动量改变量大小没有 必然联系
例1:一个质量为m的物体在光滑水平面 上,初速度为v,受水平恒定外力F的作 用,经过一段时间t,求这段时间内物体 动量的变化量?
提问: 动量的变化量和什么 因素有关系呢?
4、动量定理不仅适用恒力作用,也适用变力作 用的情况(此时的力应为平均作用力) 5、动量定理不仅适用于宏观低速物体,对微观 现象和高速运动仍然适用.
※ 对动量定理的进一步认识
1、动量定理中的方向性
例2:质量为m的小球在光滑水平 面上以速度大小v向右运动与墙壁 发生碰撞后以大小v/2反向弹回, 与墙壁相互作用时间为t,求小球 对墙壁的平均作用力。 v