动量和动量定理(精品课件)
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动量和动量定理 课件
命题视角 3 利用动量定理求解平均力 水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤
层.设水柱直径 d=30 cm,水速 v=50 m/s,假设水柱射在煤层 的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,求水柱对煤层的平均 冲击力.(水的密度 ρ=1.0×103 kg/m3)
[解析] 设在一小段时间 Δt 内,从水枪射 出的水的质量为 Δm,则 Δm=ρS·vΔt. 以 Δm 的水为研究对象,如图所示, 它在 Δt 时间内的动量变化量 Δp=Δm·(0-v)=-ρSv2Δt. 设 F 为水对煤层的平均作用力,即冲力,F′为煤层对水的反冲 力,以 v 的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力),
命题视角 3 对动能变化与动量变化关系的理解 (多选)下列说法中正确的是 ( )
A.动能变化的物体,动量一定变化 B.动能不变的物体,动量一定不变 C.动量变化的物体,动能一定变化 D.动量不变的物体,动能一定不变
[思路点拨] (1)动能的大小由质量和速度大小共同决定,与速度 方向无关;速度变化时,速度大小不一定变化,故动能不一定 变化. (2)动量由质量和速度共同决定;无论速度大小还是方向发生变 化,动量都会变化.
比.图为阻力 f 与时间 t 关系的图象,若钻头匀速钻进时第 1 s 内所受的阻力的冲量为 100 N·s,求 5 s 内阻力的冲量的大小.
[解析] 设钻头进入建筑物的深度为 x,则钻头受到的阻力为 f=kx,k 为比例系数. 钻头匀速钻进,深度为 x=vt 所以 f=kvt 在时间 t 内阻力的冲量可通过题图所示的 f-t 图象的面积来求 解 I=12f·t=12kvt2 即 I∝t2,因第 1 s 内的冲量为 100 N·s, 所以 t=5 s 时,I5=2 500 N·s. [答案] 2 500 N·s
动量和动量定理 课件
I合 mv ' mv
4.质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放,下落1s 落到沙子表面上,又经过0.2s,铁球在沙子内静 止不动。假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变, 求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。 (g=10m/s2)
60N
动量与动能有什么区别?
动量 p=mv
矢 kg·m/s
若速度变化,
由加速度定义,得:
a v ' v
t
F m v ' v 联立可得:
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)
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。
Ft 2、m表v '达 式m:v
1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从 粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小 心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理 由。
三、动量定理的定性应用
2.有一种杂技表演,一个人躺在地上,上面压一个质 量较大的石板。另一个人手持大锤狠狠地打到石板 上。问躺着的人是否会有危险?为什么?
用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,大石块 受到很大的打击力而破裂, 但是,根据动量定理得 Ft mv1 mv0
一、动量
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的 2、动单量位p,:用千公克式·米表/秒示,为符号p=是mv 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)
4.质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放,下落1s 落到沙子表面上,又经过0.2s,铁球在沙子内静 止不动。假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变, 求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。 (g=10m/s2)
60N
动量与动能有什么区别?
动量 p=mv
矢 kg·m/s
若速度变化,
由加速度定义,得:
a v ' v
t
F m v ' v 联立可得:
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)
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。
Ft 2、m表v '达 式m:v
1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从 粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小 心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理 由。
三、动量定理的定性应用
2.有一种杂技表演,一个人躺在地上,上面压一个质 量较大的石板。另一个人手持大锤狠狠地打到石板 上。问躺着的人是否会有危险?为什么?
用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,大石块 受到很大的打击力而破裂, 但是,根据动量定理得 Ft mv1 mv0
一、动量
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的 2、动单量位p,:用千公克式·米表/秒示,为符号p=是mv 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)
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;
16.2 动量和动量定理 精品课件
V ′ = 30m/s P ΔP
P′
V = 20m/s
△p= P ʹ - P =-10kg.m/s
V ′ = 10m/s
P P′
ΔP
例1. 一个质量是 0.1 kg 的钢球,以 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 6 m/s 的速度水平向
左运动(如图),
规定正方向
动量变化的三种情况:
G
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
5. 动量的变化量( Δ p)
(1) 定义:物体在某段时间内的末动量与初动量之矢量差
(2) 表达式: Δ p = P ʹ - P= mv ʹ - mv =mΔv
(3)同一直线上动量变化量的运算: m=1kg
V = 20m/s
△p= P ʹ - P = 10kg.m/s
•动 能
Ek= mv2/2
•标 kg·m2/s2 量 (J)
若速度变化, 则p一定变化
若速度变化, Ek不一定变化
动量与动能关系:
(1)由于动量是矢量,动能是标量,物体的动量变化时,动能不
一定变化;物体的动能变化时,其动量一定变化。
(2)大小关系:
EK
mv2 2
m2v2 2m
p2 2m
P2 EK 2m
规定正方向 Δ p = P ʹ - P=[(-8)-10 ]kg.m/s = -18 kg.m/s
负号表示Δ p方向与正方向方向相反, 方向竖直向上
规定正方向 Δ p = P ʹ - P=[8-(-10) ]kg.m/s = 18 kg.m/s
动量与动能有什么区别?
•动 p=mv 量
•矢 kg·m/s 量
p 2mEk
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。
人教版选修3-5 16.2动量和动量定理 课件(19张)
2.动量是矢量,动能是标量
3.定量关系
EK
1 mv 2 2
p2 2m
p 2mEk
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
动能改变 动能不变 动能改变
二、动量的变化 例1、一个质量是0.1kg的钢球,以6m/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6m/s的速度水平向 左运动(如图),碰撞前后钢球的动量变化了多少?
v0 300
思考:在运算动量变化量时应该注意什么? 答案:2.5 kg ·m/s 7.5 kg ·m/s
2020/4/13
2020/4/13
2020/4/13
(3)论证:
2020/4/13
2020/4/13
2020/4/13
2020/4/13
2020/4/13
二、动量的变化 1.定义:物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动 量的变化. 2.表达式:△P=m·△v. 说明: ①动量的变化等于末状态动量减初状态的动量,其方 向与△v的方向相同. ②动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量.
例2、一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为300的光 滑斜面向上滑动(设斜面足够长), 求木块在1s末的动量 和3s内的动量变化量的大小?(g=10m/s2)
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
讨论一下动量和动能的关系
1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态
动量和动量定理(共19张PPT)
解为变力在作用时间内的平均值。
②优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。 (与动能定理类似)
动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同,但有时 应用起来更方便。
例 4 一个质量 m = 0.18 kg 的垒球,以ʋ0 = 25 m/s 的水平速 度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小变 为 ʋ = 45 m/s。设球棒与垒球的作用时间 t = 0.01 s,求球棒对 垒球的平均作用力。
瓷 器 包 装
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
水 果 套 袋
瓦片受力大且时间短,所以破碎,蛋 受力也大,但是时间长,所以全。
做一做
动量与能量之间具有密切的关系,这种关系在粒子 的研究中更显得重要。
某实物粒于在速度不大大时的动能可以用它的速度 表示,E=½ mv2,请你导出用动量P表示动能的公式。同 样,请你导出用动能E表示动量的公式。
分析:球棒对全球的作用力是变力,力的作 用时间很短。在这个短时间内,力先是急剧 地増大,然后又急剧地减小为0。在冲击、碰 撞这类问题中,相互作用的时间很短,力的 变化都具有这个特点。
Ft=ΔP
mv'-mv=F(t'-t)
启示:要使物体的动量发生一定的变化,可以用较 大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较 长的时间。
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
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?
③带入公式P'-P=I 而I=F(t'-t)
②优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。 (与动能定理类似)
动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同,但有时 应用起来更方便。
例 4 一个质量 m = 0.18 kg 的垒球,以ʋ0 = 25 m/s 的水平速 度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小变 为 ʋ = 45 m/s。设球棒与垒球的作用时间 t = 0.01 s,求球棒对 垒球的平均作用力。
瓷 器 包 装
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
水 果 套 袋
瓦片受力大且时间短,所以破碎,蛋 受力也大,但是时间长,所以全。
做一做
动量与能量之间具有密切的关系,这种关系在粒子 的研究中更显得重要。
某实物粒于在速度不大大时的动能可以用它的速度 表示,E=½ mv2,请你导出用动量P表示动能的公式。同 样,请你导出用动能E表示动量的公式。
分析:球棒对全球的作用力是变力,力的作 用时间很短。在这个短时间内,力先是急剧 地増大,然后又急剧地减小为0。在冲击、碰 撞这类问题中,相互作用的时间很短,力的 变化都具有这个特点。
Ft=ΔP
mv'-mv=F(t'-t)
启示:要使物体的动量发生一定的变化,可以用较 大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较 长的时间。
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
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?
③带入公式P'-P=I 而I=F(t'-t)
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
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。
[典例] 羽毛球是速度最快的球类运动之一,运动员扣杀羽 毛球的速度可达到 342 km/h,假设球飞来的速度为 90 km/h,运 动员将球以 342 km/h 的速度反向击回。设羽毛球质量为 5 g,击 球过程只用了 0.05 s。试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量。 (2)运动员击球过程中羽毛球所受重力的冲量、羽毛球的动 能变化量各是多少? [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点: (1)求动量变化时要选取正方向,同时注意球的初速度与 末速度的方向关系。 (2)动能是标量,动能的变化量等于球的末动能与初动能 的大小之差。
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
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
特点
过程量
状态量
2.冲量和功的区别 (1)冲量和功都是过程量.冲量是表示力对时间的积累作用,功 表示力对位移的积累作用. (2)冲量是矢量,功是标量. (3)力作用的冲量不为零时,力做的功可能为零;力做的功不为 零时,力作用的冲量一定不为零.
考点二 动量定理
[基础梳理]
项目
动量定理
物体在一个过程始末的 动量变化量 等于它在 内容
法二 全过程整体法
在整个下落过程中对工人应用动量定理,重力的冲量大小为
mg
2gL+t,拉力 F 的冲量大小为 Ft.
初、末动量都是零,取向下为正方向,由动量定理得
mg
2gL+t-Ft=0
mg 解得 F=
t 2gL+t=1 200 N.
由牛顿第三定律知,工人给安全带的冲力大小为 F′=F=1 200
5.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为 M 的卡 通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截
面积为 S 的喷口持续以速度 v0 竖直向上喷出;玩具底部为平板
(面积略大于 S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度 变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水 的密度为ρ,重力加速度大小为 g.求: (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.
这个过程中所受力的冲量
表达式 意义
p′-p=F 合 t 或 mv′-mv =F 合 t 合外力的冲量是引起物体 动量变化 的原因
标矢性
矢量式(注意正方向的选取)
[题组通关] 考向 1 动量定理解释生活现象 1.(多选)有关实际生活中的现象,下列说法正确的是( ) A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用 力 C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固 越好
动量和动量定理课件
垫子?
要点提示:人落到海绵垫子上时,可经过较长的时间使速度减小
为零,在动量变化相同的情况下,人受到的冲击力减小,从而对运动
员起到保护作用。
典例剖析
【例题3】同一人以相同的力量跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥
地上安全,这是由于(
)
A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小
B.人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小
公式,且要注意是末动量减去初动量。
数运算;
②当p'、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。
3.与动能的区别与联系
(1)区别:动量是矢量,动能是标量。
(2)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系
2
为 Ek=
。
2
典例剖析
【例题1】 一质量m=0.2 kg的皮球从高H=0.8 m处自由落下,与
地面相碰后反弹的最大高度h=0.45 m。试求:球与地面相互作用前、
牛·秒,符号是N·s。
(3)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。
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。这个关系叫做动量定理。
(2)表达式:F(t'-t)=mv'-mv或I=p'-p。
(3)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
量运算为代数运算。
2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则。
典例剖析
【例题2】 如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物
体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的
时间内,物体所受各力的冲量。
(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
要点提示:人落到海绵垫子上时,可经过较长的时间使速度减小
为零,在动量变化相同的情况下,人受到的冲击力减小,从而对运动
员起到保护作用。
典例剖析
【例题3】同一人以相同的力量跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥
地上安全,这是由于(
)
A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小
B.人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小
公式,且要注意是末动量减去初动量。
数运算;
②当p'、p不在同一直线上时,应依据平行四边形定则运算。
3.与动能的区别与联系
(1)区别:动量是矢量,动能是标量。
(2)联系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系
2
为 Ek=
。
2
典例剖析
【例题1】 一质量m=0.2 kg的皮球从高H=0.8 m处自由落下,与
地面相碰后反弹的最大高度h=0.45 m。试求:球与地面相互作用前、
牛·秒,符号是N·s。
(3)矢量性:冲量是矢量,恒力的冲量方向跟恒力的方向相同。
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。这个关系叫做动量定理。
(2)表达式:F(t'-t)=mv'-mv或I=p'-p。
(3)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
量运算为代数运算。
2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则。
典例剖析
【例题2】 如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物
体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的
时间内,物体所受各力的冲量。
(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
动量和动量定理 课件
运动的状态量,动量的变化量描述的是物体运动的过程量。动量和动量
的变化量都是矢量,但动量的方向与速度方向相同,而动量的变化量的
方向与速度方向无关,它是由速度变化量 Δv 的方向来决定的。动量的
变化量的方向也可以通过三角形定则来确定,如图所示。
2
动量和动量定理
2.足球守门员可以很轻易地接住飞往球门的足球,但是假如飞来的
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
2
动量和动量定理
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。
2
动量和动量定理
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
1
2
p= 2k ,Ek=
2
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。
2
动量和动量定理
迁移与应用
例 1 关于物体的动量,下列说法中正确的是(
的变化量都是矢量,但动量的方向与速度方向相同,而动量的变化量的
方向与速度方向无关,它是由速度变化量 Δv 的方向来决定的。动量的
变化量的方向也可以通过三角形定则来确定,如图所示。
2
动量和动量定理
2.足球守门员可以很轻易地接住飞往球门的足球,但是假如飞来的
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
2
动量和动量定理
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。
2
动量和动量定理
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
1
2
p= 2k ,Ek=
2
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。
2
动量和动量定理
迁移与应用
例 1 关于物体的动量,下列说法中正确的是(
动量和动量定理精品优秀课件
思考与讨论
如果在一段时间内的作用力是一个变力, 又该怎样求这个变力的冲量?
F
公式I=Ft中的F必 须取平均值 F0
O
t t0
由 图 可 知 F-t 图 线 与 时 间 轴 之 间
所围的“面积”的大小表示对应时间t0 内,力F0的冲量的大小。(变力的冲量)
动量定理(theorem of momentum)
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1)汽车的安全气囊的 保护作用
2)轿车前面的发 动机舱并不是越坚 固越好
2、了解历史上关于运动量度的争论
ΔP
P′
P′ ΔP
P
P
也称三角形法则:从初动量的矢 量末端指向末动量的矢量末端
3.讨论一下动量和动能的关系
1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态
2.动量是矢量,动能是标量
3.定量关系
EK
1mv2 2
p2 2m
p
2mEk
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
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
冲量(impulse)
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,用
公式表示为 I=Ft(恒力的冲量)
2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是 牛·秒,符号是N·s
3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若 为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的 方向相同
4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累 效应
思考与讨论
冲量与功有什么区别?
冲量 I=Ft
矢 量
N·S
力的时间积累 使动量发生变化
功
W= FS
标 量
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 )
动量和动量定理精品课件
A.500 N
B.1 100 N
C.600 N
D.1 000 N
17
.
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。
18
.
19
.
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1)汽车的安全气囊的 保护作用
公式表示为 I=Ft
2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是 牛·秒,符号是N·s
3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若 为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的 方向相同
4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累
效应
10
.
思考与讨论 冲量与功有什么区别?
冲量 I=Ft 功 W= FS
矢 量
N·S
力的时间积累 使动量发生变化
1、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态
2、动量是矢量,动能是标量
3、定量关系
EK
1mv2 2
p2 2m
p 2mEk
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
动能改变 动能不变 动能改变
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
3、加深理解: 1)表明合外力的冲量是动量变化的原因;
2)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:
合外力冲量的方向与合外力的方向或速 度变化量的方向一致,但与初动量方向可相 同,也可相反,甚至还可成角度。
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2 1 p 3.定量关系 E K m v2 2 2m
p 2mEk
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 动能改变 速度大小改变方向不变 动量发 动能不变 速度大小不变方向改变 生变化 动能改变 速度大小和方向都改变
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知 道,动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果,那么,动量的变化又是 什么原因引起的呢? 动量的变化与速度的变化有关, 而速度的变化是因为有加速度,而牛 顿第二定律告诉我们,加速度是由物 体所受的合外力产生的。
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 体动量变化的方向相同: 合外力冲量的方向与 合外力的方向或速度变化量的方向一致,但与 初动量方向可相同,也可相反,甚至还可成角 度。
动量定理的适用范围
1、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,动量定理中的F应理解为变 力在作用时间内的平均值; 2、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,将较难的计算 问题转化为较易的计算问题;
非弹性绳断
橡皮绳不断
高空砸鸡蛋 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上,肯定会被 打破,但如果在地板上放一块泡沫塑料垫,让鸡蛋 落到泡沫塑料上,结果鸡蛋却保持完好无损
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
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1)汽车的安全气囊的 保护作用 2)轿车前面的发 动机舱并不是越坚 固越好
2、了解历史上关于运动量度的争论
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象:一般为单个物体; 2、明确物理过程:受力分析,求出合外力 的冲量; 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量; 4、选定正方向,确定在物理过程中研究对 象的动量的变化; 5、根据动量定理列方程,统一单位后代入 数据求解。
♦功 W=Fscos (J)--标量;恒力 ♦ 冲量 I=Ft (N· s) --矢量;恒力 ♦动能 Ek=mv2/2 (J) --标量 ♦ 动量 p=mv (kg· m/s)--矢量 ♦力的瞬时效果: 牛顿第二定律 ♦力对空间的积累: 动能定理 W总=W1+W2+…=mv22/2-mv12/2 ♦力对时间的积累: 动量定理 I合=F合t=p’-p=mv’-mv F合=ma
注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动 量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取 这一时刻的瞬时速度
二.动量的变化p
1.定义:物体的末动量与初动量的矢量差叫做物 体动量的变化. 2.表达式:△P = P2 - P1 = m ·△v. 3、动量变化的三种情况: 大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 4、同一直线上动量变化的运算:
v ' v a t v ' v
三、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,用 公式表示为 I=Ft(恒力的冲量) 2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是 牛· 秒,符号是N· s 3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若 为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的 方向相同 4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累 效应
F
公式I=Ft中的F必 须取平均值
F0
O
t0
t
由图可知 F-t 图线与时间轴之间 所围的“面积”的大小表示对应时间t0 内,力F0的冲量的大小。(变力的冲量)
四、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: Ft mv ' mv 或 I p 3、加深理解:
思考与讨论
冲量与功有什么区别?
标 量
N· S
力的时间积累 使动量发生变化
功
力的空间积累 N· m(J) 使动能发生变化
思考与讨论:作用力与反作用力:作用力的冲量与 反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上, 但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
思考与讨论
如果在一段时间内的作用力是一个变力, 又该怎样求这个变力的冲量?
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体,也适用于 微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点:不考虑中间过程,只考 虑初末状态。
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。
思考与讨论 3、杂技表演时,常可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,这又是为什么? 4、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹 性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳? 小实验
牛顿第二定律推导动量的变化
设置物理情景: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’,如 是图所示:
分析:由牛顿第二定律知: F = m a
而加速度定义有: 联立可得:F m 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 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
P P′ ΔP P′ ΔP P P′ P′ ΔP P′ P 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:从初动量的矢 量末端指向末动量的矢量末端
讨论一下动量和动能的关系
1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2.动量是矢量,动能是标量
动量概念的由来 在上节课探究的问题中,发现碰撞的两个 物体,它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很 可能是保持不变的,这让人们认识到mv这个物理 量具有特别的意义,物理学中把它定义为物体的 动量。
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。
p 2mEk
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 动能改变 速度大小改变方向不变 动量发 动能不变 速度大小不变方向改变 生变化 动能改变 速度大小和方向都改变
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知 道,动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果,那么,动量的变化又是 什么原因引起的呢? 动量的变化与速度的变化有关, 而速度的变化是因为有加速度,而牛 顿第二定律告诉我们,加速度是由物 体所受的合外力产生的。
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 体动量变化的方向相同: 合外力冲量的方向与 合外力的方向或速度变化量的方向一致,但与 初动量方向可相同,也可相反,甚至还可成角 度。
动量定理的适用范围
1、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,动量定理中的F应理解为变 力在作用时间内的平均值; 2、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,将较难的计算 问题转化为较易的计算问题;
非弹性绳断
橡皮绳不断
高空砸鸡蛋 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上,肯定会被 打破,但如果在地板上放一块泡沫塑料垫,让鸡蛋 落到泡沫塑料上,结果鸡蛋却保持完好无损
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
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1)汽车的安全气囊的 保护作用 2)轿车前面的发 动机舱并不是越坚 固越好
2、了解历史上关于运动量度的争论
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象:一般为单个物体; 2、明确物理过程:受力分析,求出合外力 的冲量; 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量; 4、选定正方向,确定在物理过程中研究对 象的动量的变化; 5、根据动量定理列方程,统一单位后代入 数据求解。
♦功 W=Fscos (J)--标量;恒力 ♦ 冲量 I=Ft (N· s) --矢量;恒力 ♦动能 Ek=mv2/2 (J) --标量 ♦ 动量 p=mv (kg· m/s)--矢量 ♦力的瞬时效果: 牛顿第二定律 ♦力对空间的积累: 动能定理 W总=W1+W2+…=mv22/2-mv12/2 ♦力对时间的积累: 动量定理 I合=F合t=p’-p=mv’-mv F合=ma
注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动 量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取 这一时刻的瞬时速度
二.动量的变化p
1.定义:物体的末动量与初动量的矢量差叫做物 体动量的变化. 2.表达式:△P = P2 - P1 = m ·△v. 3、动量变化的三种情况: 大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 4、同一直线上动量变化的运算:
v ' v a t v ' v
三、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,用 公式表示为 I=Ft(恒力的冲量) 2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是 牛· 秒,符号是N· s 3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若 为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的 方向相同 4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累 效应
F
公式I=Ft中的F必 须取平均值
F0
O
t0
t
由图可知 F-t 图线与时间轴之间 所围的“面积”的大小表示对应时间t0 内,力F0的冲量的大小。(变力的冲量)
四、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: Ft mv ' mv 或 I p 3、加深理解:
思考与讨论
冲量与功有什么区别?
标 量
N· S
力的时间积累 使动量发生变化
功
力的空间积累 N· m(J) 使动能发生变化
思考与讨论:作用力与反作用力:作用力的冲量与 反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上, 但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
思考与讨论
如果在一段时间内的作用力是一个变力, 又该怎样求这个变力的冲量?
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体,也适用于 微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点:不考虑中间过程,只考 虑初末状态。
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。
思考与讨论 3、杂技表演时,常可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,这又是为什么? 4、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹 性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳? 小实验
牛顿第二定律推导动量的变化
设置物理情景: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’,如 是图所示:
分析:由牛顿第二定律知: F = m a
而加速度定义有: 联立可得:F m 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 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
P P′ ΔP P′ ΔP P P′ P′ ΔP P′ P 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:从初动量的矢 量末端指向末动量的矢量末端
讨论一下动量和动能的关系
1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2.动量是矢量,动能是标量
动量概念的由来 在上节课探究的问题中,发现碰撞的两个 物体,它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很 可能是保持不变的,这让人们认识到mv这个物理 量具有特别的意义,物理学中把它定义为物体的 动量。
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。