,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,35,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,第十六章,动量守恒定律,第节动量和动量定理,第十六章 动量守恒定律 第节动量和动量定理,1,A,B,m,1,m,2,m,1,m,2,m,1,m,2,A,B,碰撞前后那些物理量可能不变呢？,动量概念的由来,在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个物体，它们的质量和速度的乘积,m,v,在碰撞前后很可能是保持不变的，这让人们认识到,m,v,这个物理量具有特别的意义，物理学中把它定义为,物体的动量,。,ABm1m2m1m2m1m2AB碰撞前后那些物理量可能不,2,、定义：在物理学中，物体的质量,m,和速度,v,的乘积，叫做物体的动量,p,，,用公式表示为,p=m,v,动量,(,momentum,),2、,单位,：动量的单位由质量和速度单位共同确定。,在国际单位制中，动量的单位是：,千克米/秒,，符号是,kgm/s,；,3、动量是,矢量,：方向由,速度方向,决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同；,4、动量是描述物体运动状态的物理量，是,状态量,；,5、动量是,相对,的，与参考系的选择有关。,(,通常指,相对地面,的动量,),注意：,物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有,瞬时性,，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度,、定义：在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积，叫做物体的,3,一个质量是,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，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？,典例分析,1,解析,m,m,碰撞前钢球速度,v,1,=6m/s,p,1,=m,v,1,=0.16 kgm/s=0.6 kgm/s,碰撞后钢球动量,p,2,=m,v,2,=0.1(-6)kgm/s=-0.6 kgm/s,碰撞前后钢球的动量变化了,p=p,2,-p,1,=(-0.6 kgm/s)-(6 kgm/s)=-1.2 kgm/s,取水平向右为正,碰撞前钢球动量,碰撞后钢球速度,v,2,=-6m/s,，,正方向,p,1,p,2,p,一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度,4,动量的变化,p,2、动量变化的三种情况,p,=,p-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,大小变化,、方向不变,大小不变,、,方向变化,大小和方向都改变,动量的变化p 2、动量变化的三种情况,5,若速度变化,E,k,可能为零,kgm,2,/s,2,(J),标量,E,k,=m,v,2,/2,动能,若速度变化,则,p,一定不为零,kgm/s(NS),矢量,p=m,v,动量,动量与动能有什么区别？,动量与动能间量值关系：,解答以下三个小题，思考动量与动能的区别,课堂练习,(1),质量为,2kg,的物体，速度由,3m/s,增大到,6m/s,，它的动量和动能各增大为原来的几倍？,(2),质量为,2kg,的物体，速度由向东的,3m/s,变为向西的,3m/s,，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？,(3),A,物体质量为,2kg,，速度是,3m/s,，方向向东；,B,物体的质量是,3kg,，速度是,4m/s,，方向向西。它们的动量的矢量和是多少？它们的动能之和是多少？,2,倍,倍,动量变化,动能不变,12kgm/s,6kgm/s,33J,若速度变化,Ek可能为零kgm2/s2(J)标量Ek=,6,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,，如图所示,.,由牛顿第二定律知：,而加速度定义有：,变形可得：,F,=,m,a,联立可得：,这就是牛顿第二定律的另一种表达形式,动量的变化与力的时间积累效果有关,v,m,O,x,F,m,F,解析,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,7,、,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,Ns,冲量,(,impulse,),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,、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,8,动量,动量变化量,冲量,定义式,单位,矢量性,动量和冲量,I,=,Ft,N,.,s,与,F,的方向相同,(,F,的方向不变时,),p,=,m,v,kg,.,m/s,与,v,方向一致,与,v,方向一致,p,=,m,v,2,-,m,v,1,=,p,2,-,p,1,kg,.,m/s,动量动量变化量冲量定义式单位矢量性动量和冲量I=FtN.s与,9,一个质量为,0.1kg,的钢球，以,6m/s,的速度在光滑水平面上向右运动，碰到坚硬墙壁后弹回，沿同一直线以,6m/s,的速度向左运动,.,碰撞前后钢球动量变化了多少？,v,v,解：取小球初速度方向为正方向,初动量：,p,=,m,v,即,P,=0.16kgm/s=0.6kgm/s,末动量：,p,=,m,v,即,p,=0.1(-6)kgm/s=-0.6kgm/s,故动量变化为：,p,=,p,-,p,=,0.6kgm/s,-(-0.6kgm/s)=-1,.,2,kgm/s,“”,表示力的方向与正方向相反即,P,方向水平向左,.,典例分析,2,一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速,10,v,v,在滑水平面上的质量为,m,的物体在水平恒力,F,的作用下，经过时间,t,，速度由,v,变为,v,.,定理的推导,可得,Ft,=,m,v,-,m,v,，即,Ft,=,p,-,p,解：如图所示,物体的初动量为,p,=,m,v,末动量为,p,=,m,v,由加速度的定义式,:,由牛顿第二定律,F,=,ma,=,v v 在滑水平面上的质量为m 的物体在水,11,定理的理解,合外力,的冲量,动量的,变化量,（,3,）矢量式：,动量变化的方向和合外力冲量的方向相同，计算时要先规定正方向,.,（,2,）合外力是恒力时,I,=,Ft,；,合外力为变力的，若同一方向均匀变化，,（,1,）是合外力的冲量,定理的理解合外力动量的（3）矢量式：,12,动量定理,(,theorem of momentum,),1,、,内容,：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，,这就是动量定理。,2,、,表达式：,或,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。,Ft,=,p,-,p,动量定理(theorem of momentum)1、内容,13,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。,动量定理的,优点,：不考虑中间过程，只考虑初末状态。,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,14,一个质量为,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，速度大小变为,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是多大？,典例分析,3,解析,沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴，垒球的初动量为,p,=,m,v,=0.1825 kgm/s=4.5kgm/s,垒球的末动量为,p,=,m,v,=(,0.18)25 kgm/s=,8.1kgm/s,由动量定理知垒球所受的平均作用力为,垒球所受的平均作用力的大小为,1260N,，,负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反,一个质量为0.18kg的垒球，以25,15,动量定理的应用步骤,1,、确定研究对象：一般为单个物体；,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。,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；,动量定理的应用步骤1、确定研究对象：一般为单个物体；4、选定,16,解释有关现象,透过现象看本质,探究物理规律,越长，,一定，,越短，,则,F,越小,.,则,F,越大,.,直接跳在水泥地上行吗？,一定，,典例分析,4,解释有关现象透过现象看本质探究物理规律越长，一定，越短，,17,1,、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？,2,、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？,动量定理解释生活现象,1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎,18,3,、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在,“,大力士,”,身上的大石块，石裂而人不伤，这又是为什么？,4,、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？,动量定理解释生活现象,3、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大,19,生,活,事,例,生,20,报道,1,、,1962,年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。,报道,2,、,1980,年，一架英国的“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生,小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？,思考与讨论,报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥,21,生活中的应用,包装用的泡沫材料,生活中的应用包装用的泡沫材料,22,船靠岸时边缘上的废旧轮胎,生活中的应用,摩托车头盔里的衬垫,跳高用的海绵垫,船靠岸时边缘上的废旧轮胎生活中的应用摩托车头盔里的衬垫跳高用,23,科学漫步,1,、汽车的碰撞试验,1,）汽车的安全气囊的保护作用,2,）轿车前面的发动机舱并不是越坚固越好,2,、了解历史上关于运动量度的争论,科学漫步 1、汽车的碰撞试验1）汽车的安全气囊的保护作用2）,24,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,.,动量定理的优点：,不考虑中间过程，只考虑初末状态,.,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,25,1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（,）,A、,冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量,B、,动量是描述物体运动状态的物理量,C、,冲量是物体动量变化的原因,D、,冲量是描述物体状态的物理量,ABC,巩固练习,1、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（）AB,26,2,、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物