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1、11第六章动量第一节冲量和动量一.冲量的概念:1.定义:力和力与时间的乘积叫力的冲量。2.表达式:I=Ft3.冲量是矢量:力的方向在作用时间内不变时,冲量方向与力的方向相同。4.冲量是反映力对时间积累效果的物理量。5.冲量的单位;N.s6.冲量是过程量7.冲量与功的区别:冲量是力对时间的积累效果,是矢量。功是力对空间的积累效果,是标量。二:动量的概念1.定义:运动物体的质量与速度的乘积叫动量。2.表达式:P=m.v3.动量是矢量:动量的方向与速度的方向相同。4.动量是描述运动物体状态的物理量。5.动量的增量:末状态动量与初状态的动量的矢量之差
2、。ΔP=2-P是矢量运算,同一条直线时引入正负号可以将矢量运算转化为代数运算6动能与动量的联系与区别⑴联系:EK=1/2mv2p=mvp2=2mEK⑵区别:动能是标量,动量是矢量。大小不同。一.动量定理1.动量定理的内容:合外力的冲量等于物体的动量的增量。112.数学表达式;I=P2-P13.几点说明:⑴冲量的单位与动量的单位等效⑵F指的是合力,若F是变力,则其结果为力的平均值二:动量守恒定律1.动量守恒定律的推导:见课本2.动量守恒的条件:系统不受外力作用或系统所受的外力为零,由相互作用的物体(两个以上)构成的整体叫系统。该系统以外的物体对
3、系统内物体的作用力称为外力,而该系统内部物体间的相互作用力称为内力。3.动量守恒定律的内容及数学表达式:⑴系统不受外力(或受外力为零),系统作用前的总动量,与作用后总动量大小相等,方向相同。⑵m1v10+m2v20=m1v1+m2v24.动量守恒定律的应用:⑴分析:系统是由哪几个物体组成?受力情况如何?判定系统动量是否守恒?一般分为三种情况㈠系统不受外力或所受合外力为零。㈡虽然系统所受合外力不为零,但在某个方向合外力为零,这个方向的动量还是守恒的㈢虽然系统所受和外力不为零,系统之间的相互内力远大于系统所的外力,这时可以认为系统的动量近似守恒。
4、⑵高中阶段所涉及的问题都是正碰:所谓正碰,既物体碰前及碰后的速度均在一条直线上⑶动量守恒的运算是矢量运算,但可以规定一个正方向,确定相互作用前后的各物体的动量的大小及正负,然后将矢量运算转化为代数运算11⑷确定系统,认真分析物理过程,确定初始状态及末状态⑸物体的速度都是对地的⑹列出动量守恒的方程后求解一.弹性碰撞1.弹性碰撞:碰撞过程中无永久性形变,(即碰后形变完全恢复),故弹性碰撞过程中无机械能损失。2.物理情景:光滑的水平面上有两个小球,质量分别为m1、m2,m2静止在水平面上,m1以初速度V0撞m2:试讨论碰后两小球的速度?3.物理过程
5、的分析:小球的碰撞过程分为两个阶段,⑴压缩阶段⑵恢复阶段,在前一个阶段形变越来越大,m2做加速运动,m1做减速运动,当形变最大时两者达到共同速度,后一个阶段为恢复阶段形变越来越小,m2继续做加速运动,m1继续做减速运动,当形变完全恢复时两着分离,各自做匀速直线运动。4.根据动量守恒定律:m1v0=mvv1+m2v21/2m1v02=1/2m1v12+1/2m2v22v1=(m1-m2)v0/m1+m2v1=2m1v0/m1+m2讨论:五种情况:例1:实验(五个小球)例2:质量为2m的小球,在光滑的水平面上撞击几个质量为m的小球,讨论:将发生什
6、么情况?二.完全非弹性碰撞1.完全非弹性碰撞:碰撞过程中发生永久性形变,有机械能损失,且变热2.物理情景:m1以初速度V0撞击m2结果两球有共同速度11方程:m1v0=(m+M)VQ=1/2mv02-1/2(m+M)V2例3.在光滑的水平面上,质量为2kg的小球以10m/s的速度,碰撞质量为3kg的原来静止的小球,则:碰后质量为2kg的小球速度的最小值的可能值为A.4m/sB.2m/sC.-2m/sD.零例4.光滑的水平面上静止着球B,另一球A以一定的速度与B球发生了正碰当A、B的质量满足什么条件时,可使B球获得最大的:A.动能B。速度C。动
7、量例5.质量为m的小球A,在光滑水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰撞后,A球的速度变为原来的1/3,那么碰撞后B球的速度可能值是:A.1/3v0B.-1/3v0C.2/3v0D.5/3v0例6.质量为M的小车在光滑水平地面上以速度V0,匀速向右运动,当车中的沙子从底部的漏斗不断流下时,车子速度将:A.减少;B.不变;C.增大;D.无法确定例7:导学,第2页⑵例8:人船模型⑴船的质量为M,人的质量为m,船长为L,开始时人和船都是静止的,不计水的阻力,人从船的一端走到船的另一端,求船的后退的距离?⑵11气球加软梯的总质量为M,
8、人的质量为m,开始时,人距地面的高度为H,现在人缓慢的从软梯向下移动,为使人能安全的到达地面,软梯至少多长?⑶质量为M的框架放在水平地面上,质量为m的木块压缩了框架