人教版高三物理冲量 动量 动量定理 动量守恒知识精讲

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1、高三物理冲量动量动量定理动量守恒知识精讲一.本周教学内容：冲量动量动量定理动量守恒问题：据报道，1991年5月的一天，北京的一位4岁的小男孩从15层楼上坠下，被地上的一位叔叔接住，幸免于难。请你估算一下小男孩受到的平均冲力有多大？你首先思考一下解决这个问题的方法及所应用的物理规律，想一想根据确定的研究方法及物理规律，你需要知道那些信息和物理量，你可以通过实际考察或必要的测量或估算得到你需要的信息。问题：垒球场上，击球员奋力挥动球棒，将迎面而来的垒球打击出去，如果让你分析球棒与球之间的作用力问题，你需要知道什么信息？怎样处理问题？如果

2、让你预测打击后球将以怎样的速度飞出，你又将根据什么信息及规律分析解决？问题：一个质子以某一速度打进一个铝原子核，被原子核俘获成为硅原子核，你能确定硅原子核的速度吗？问题：一个飞行员跳伞后，落在一个湖的光滑水平冰面上，他在没有任何外援的情况下，能否得救？以上这些问题，原则上说都能用牛顿运动定律分析解决，但是这类问题的特点是研究对象之间的相互作用情况非常复杂，力作用时间非常短暂，在短暂的时间内力发生了急剧的变化，物体运动状态也发生了急剧的变化，直接应用牛顿定律分析就困难了。涉及微观粒子作用问题，无法用牛顿定律求解，何况粒子之间的这种相互

3、作用的具体情况还没有了解得十分清楚。解决这类问题就要用到我们现在将学习的动量知识。（一）冲量动量动量定理概念引入的必要性：问题：物体运动状态是否变化取决于什么？——物体所受的合外力。问题：物体运动状态变化得快慢取决于什么？——物体所受到的合外力和质量大小。问题：物体到底做什么形式的运动取决于什么？——物体所受到的合外力和初始状态。问题：物体运动状态变化了多少取决于什么？想一想生活中发生的实际问题。当物体质量一定时，要想使物体速度发生一定量的变化，如果作用力大，作用时间可以短些；如果作用力小作用时间就必须长些。所以问题的结论是（1）力

4、的大小和方向（2）力作用时间的长短。实验表明：只要力与其作用时间的乘积一定，它引起同一个物体的速度变化相同，力与力作用时间的乘积，可以决定和量度力的某种作用效果——冲量。1.力的冲量定义：力与力作用时间的乘积——冲量。I=Ft矢量：方向——当力的方向不变时，冲量的方向就是力的方向。过程量：力在时间上的累积作用，与力作用的一段时间相关单位：牛·秒、N·s问题：力的冲量是改变物体运动状态的一种作用，必然存在某种描述物体运动状态的物理量，它的变化由冲量决定。它量度的是速度变化吗？2.动量问题研究：运动物体与其它物体的作用强度即作用效果由什

5、么决定？质量一定的物体，运动速度不同，作用效果不同，与速度有关速度一定的物体，质量不同，作用效果不同，与质量有关大量生活实践使我们认识到，一个运动物体的作用效果取决于运动物体的速度和质量大小——动量定义：物体的质量与其运动速度的乘积——动量p=mv矢量：方向——速度的方向状态量：物体在某位置、某时刻的动量单位：千克米每秒、kg·m/s问题研究：冲量与动量之间有什么联系？设某质点，质量为m、初速度为vo、在合外力F作用下、产生的加速度为a、经过时间t、速度变化为vt。根据牛顿第二定律F=maa=(vt-vo)/tF=m(vt-vo)/

6、tFt=mvt-mvoFt=pt-po3.动量定理ΣFt=mvt-mvo动量定理研究对象：是一个质点，研究质点在合外力作用下、在一段时间内的一个运动过程。定理表明：合外力的冲量是物体动量变化的原因，合外力的冲量决定并量度了物体动量变化的大小和方向。矢量性：公式中每一项均为矢量，公式本身为一矢量式，在同一条直线上处理问题，可先确定正方向，可用正负号表矢量的方向，按代数方法运算。当研究的过程作用时间很短，作用力急剧变化（打击、碰撞）时，ΣF可理解为平均力。动量定理变形为ΣF=Δp/Δt，表明合外力的大小方向决定物体动量变化率的大小方向，

7、这是牛顿第二定律的另一种表述。（二）动量定理的应用例1.一个质量为0.18kg的垒球，以水平速度25m/s飞向球棒，如图1所示，被球棒打击后，垒球反方向水平飞回，飞回时速度大小为45m/s。求垒球的动量的变化。设垒球与球棒的作用时间为0.010s，计算球棒打击球的平均作用力。图1分析：根据矢量合成关系，求动量变化，注意同一方向上矢量的合成要规定正方向，明确矢量的方向关系。知道了动量的变化。根据动量定理可以求平均打击力。解答：取垒球末速度方向为正方向，则vo=-25m/s，vt=45m/s垒球动量变化pt-po=mvt-mvo=m(v

8、t-vo)=0.18(45+25)kgm/s=12.6kgm/s表明垒球的动量变化方向与末速度方向相同。由于球与球棒的作用要比球的重力大得多，可以忽略重力作用，则球棒对球的作用力可以看成是球受的合外力，由于力在很短的时间内发生急剧的变