高中物理选修3-5第一章第1节：动量定理 ppt课件

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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： a v ' v
联立可得：F m v ' v
t
t
=⊿p/t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得： Ftm v'm v
2.动量是矢量，动能是标量
3.定量关系：
EK
1mv2 p2
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
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思考与讨论
动量与动能有什么区别？
动量 p=mv
表明：动量的变化与力的时间积累效果有关。
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三、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体 动量的增量。这就是动量定理。
2、表达式： Ftm v'm v或 I p
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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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
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
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。
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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、方向改变或大小和方向都改变。
3、同一直线上动量变化的运算：
P
P′
P
P′
P′
P′
ΔP
P′
P
ΔP P′
ΔP 8
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课堂练习
1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度
水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被
弹回，沿着同一直线以6m/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？方向如何？
规定正方向
P′ P
ΔP
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课堂练习
2、质量为m的钢球自高处落下，以速率 v1碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰 撞时间极短，离地时速率为v2，在碰撞 过程中，钢球动量变化为多少？
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考
虑初末状态。
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例3．质量为m的物体放在水平地面上，在与
水平面成角的拉力F作用下由静止开始运动，
经时间t速度达到v，在这段时间内拉力F和重 力mg冲量大小分别是 ( ) D
A．Ft，0
B．Ftcos, 0
C．mv, 0 D．Ft, mgt
F
v
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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；
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。
mg
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例4．如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为 30°高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑 到底端的过程中 (g=10m/s2) ，求
（3）合外力的冲量.
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【解析】此题物体下滑过程中各力均为恒力，所 以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解.
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二. 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
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。
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
动量与动能间量值关系：
EK
1 mv2
2
p2 2m
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p 2mEk
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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 .
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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
13 内，力F0的冲量的大小。
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思考与讨论？
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。
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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的某一状态
由牛顿第二定律F=ma得，下
滑的加速度a=g·sin = 5m/s2.
mg
由s=at2/2 得下滑时间 t
2s a
210s2s, 5
重力的冲量IG=mg·t=2×10×2N·s=40N·s.
支持力的冲量IF=F·t=mgcos300·t=20 3 N·s，
合外力的冲量IF =F合·t=PPmT课g件sin300 t=20N·s. 21