高中物理动量-动量守恒定律选修3-5教程文件.ppt

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1、第二节动量动量守恒定律在物理学中什么叫动量?它的单位是什么?你是怎样理解动量这个概念?是状态量。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=mv3、单位:千克米每秒,符号是kg·m/s4、对动量的理解:(2)瞬时性(1)矢量性运算遵循平行四边形定则(3)相对性物体的动量与参照物的选择有关阅读教材回答下列问题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

2、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物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量方向不变,大小随时间推移而增大动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大动量方向时刻改变,大小不变二、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

3、化也叫动量的增量或动量的改变量.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各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多少?3.冲量:物体受到的__与________________的乘积叫做这个力的冲量.单位为N·s,是一个矢量,用符号I表示,即I=Ft.冲量的方向就是力的方向.力这个力的作用时间4.动量定理:合外力的冲量等于系统的动量变化量.表达式为Ft=mvt-mv0.①冲量的方向和动量变化量的方向

4、是同一个方向,也是力的方向(或是加速度的方向),冲量的方向与动量的方向不一定相同(相同、相反,或是成某一个角度).②求某一个力的冲量有两种方法:一是用冲量的定义式I=Ft;二是用动量定理I=mvt-mv0.5.动量定理的应用.①对动量定理的理解a.动量定理给出了状态量动量p和过程量冲量I之间的关系,在合外力为恒力的情况下,用冲量Δp=Ft来求物体的动量变化量比较方便;在合外力为变力的情况下,用动量变化量的定义式Δp=mvt-mv0来求物体的动量变化量较为方便.b.动量定理的研究对象可以是一个物体,也可以是几

5、个物体组成的系统.由于系统内力的总冲量一定是零,不会改变系统的总动量,所以对一个系统而言,“合外力的冲量等于系统的动量变化”仍然成立.c.如果物体的运动分为几个阶段,既可以分阶段用动量定理,也可以对全过程用动量定理.对全过程而言,把各个阶段的冲量分别计算出来,再求其矢量和,即为物体受到的总冲量.d.对竖直方向的打击和碰撞问题,合外力应该是撞击力和重力的合力,不能随意忽略重力.只有在作用时间极短,撞击力远大于重力时,重力才可以忽略不计.(5)F-t图象中面积的物理意义.F-t图象中的面积代表这个力的冲量.无论

6、力是恒力还是变力,当这个力为合外力时,F-t图象中的面积始终代表物体受到的冲量,等于物体的动量变化量.mvt-mv0【例2】人从高处跳到低处时,为了安全,一般都让脚尖先着地,这样做是为了()CA.减小冲量B.减小动量的变化量C.增大与地面的作用时间,从而减小冲力D.增大人对地面的压强,起到安全作用解析:根据动量定理,F=t,脚尖先着地,增加了脚与地面的作用时间,在动量变化量一定的情况下,脚与地面的作用力变小,起到保护作用.1、动量守恒定律的推导在光滑的水平地面上,有质量为m1、m2的两小球A、B它们分别以速

7、度v1、v2同向运动,且v1>v2。当A追上B时,它们发生碰撞,碰撞后两球的速度发生了变化,A、B分别以速度沿着原方向运动。ABBBAAv1v2F1F2对于A球:对于B球:由牛顿第三定律得:F1=-F2所以有:三、动量守恒定律2、内容一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.3、表达式:对于由两个物体组成的系统,动量守恒定律的表达式为m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/24.动量守恒定律的常用表达式(1)p=p′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

8、(系统作用前的总动量等于作用后的总动量).(2)Δp1=-ΔP2或m1Δv1=-m2Δv2(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向).(3)Δp=0(系统总动量的变化量为零).5、动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是:系统不受外力或者所受外力之和为零.在具体应用中分如下几种情况:⑴系统不受外力;⑵系统受外力,但外力的矢量和为零;⑶系统所受外力之和不为零,但系统内物体间相互作用的内力远大于外力,外力

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