物理选修3-5 1.1探究动量变化与冲量的关系.ppt

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1、【观察与思考】生活中的这些现象都是什么原理呢？赛车赛道的防撞墙FFv0vt———F作用了时间t———由牛顿第二定律知：F=ma力和力的作用时间的乘积Ft叫做冲量§1.1探究动量变化与冲量的关系一、动量和冲量动量定理（1）定义：1、冲量（2）定义式：国际单位是牛·秒（N·s）（4）冲量是矢量：（5）冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。某个力F与其作用时间t的乘积称为该力的冲量。I=Ft（3）单位：冲量的方向与力的方向相同——适用于计算恒力的冲量2、动量（1）定义：（2）定义式：（3）单位

2、：（5）矢量性：V指某一时刻的瞬时速度，动量是是状态量，对应某一时刻。（6）相对性：物体的动量与参考系的选择有关，中学阶段常以地面作为参考系P=mv在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。千克米每秒，符号是kg·m/s是矢量，方向与瞬时V方向相同。（4）瞬时性：3、动量的变化物体的末动量与初动量之矢量差——叫做物体动量的变化.△P=P2-P11.定义：2.表达式：=mv2-mv1=m·△v4、动量定理物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化F合·Δt=mv2－mv1（3）对动量定理的理解※冲量是物体动量变

3、化的量度。※合外力的冲量。※冲量是使物体动量发生变化的原因。（1）内容：（2）表达式I=Δp二、动量定理的应用：鸡蛋从相同高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化相同.而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破.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

4、.动量是矢量，动能是标量（1）动量发生变化时，动能不一定发生变化，3.定量关系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改变动能不变（2）动能发生变化时，动量一定发生变化例1.平抛一质量m=2Kg的物体，经t=5s，求重力的冲量则：I=G·t=mgt=100N·s解析：重力为恒力，可直接用定义式求解方向：竖直向下例2：放在水平面上质量为m的物体，用一水平力F推它ts，但物体始终没有移动，则这段时间内力F对物体的冲量为（）A.0B.FtC.MgtD.无法判断B例1：人从高

5、处跳下，与地面接触时双腿弯曲，这样是为了（）A、减少落地时的动量B、减少动量的变化C、减少冲量D、减小地面对人的作用力例2：把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，解释这个现象的原因是（）A、在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大B、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大C、在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大例：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6

6、m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量的变化？求解方法在同一条直线上运动，先取正方向，把矢量运算转化为代数运算，连同正负号一起代入。解：选取水平向右的方向为正方向。碰撞前钢球的速度v=6m/s则碰撞前钢球的动量为：P=mv=0.1kg×6m/s=0.6kg·m/s碰撞后钢球的速度v′=－6m/s则碰撞后钢球的动量为：P′=mv′=－0.1kg×6m/s=－0.6kg·m/s碰撞前后动量的变化为：△P=P′－P=－0.6kg·m/s－0.6kg·m/s=－1.2kg·m/

7、s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)减小力的作用.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。讨论一下动量和动能的关系：课后思考：例题：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？分析：球棒对垒球的作用力是变力，力的作用时间很

8、短。在这个短时间内，力大小先是急剧地增大，然后又急剧地减小为零。在冲击、碰撞一类问题中，相互作用的时间很短，力的变化都具有这个特点。动量定理适用于变力，因此，可以用动量定理求球棒对垒球的平均作用力。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