单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2019/5/24,最新中小学教学课件,#,1.1,探究动量变化与冲量的关系,第,1,章,碰撞与动量守恒,1.1探究动量变化与冲量的关系第1章碰撞与动量守恒,学习目标,1.,理解冲量和动量的定义、公式、单位及矢量性,.,2.,理解动量定理及其表达式,.,3.,能够利用动量定理解释有关现象，解决有关实际问题,.,学习目标,内容索引,知识探究,新知探究 点点落实,题型探究,重点难点 各个击破,达标检测,当堂检测 巩固反馈,内容索引知识探究题型探究达标检测,知识探究,知识探究,一、动量和冲量,导学探究,在激烈的橄榄球赛场上，一个较瘦弱的运动员携球奔跑时迎面碰上了高大结实的对方运动员，自己被碰倒在地，而对方却几乎不受影响,，这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关，而且与质量有关,.,(1),若质量为,60 kg,的运动员,(,包括球,),以,5 m/s,的速度向东奔跑，他的动量是,多大？方向如何？若他以大小不变的速率做曲线运动，他的动量是否变化？,答案,动量是,300 kgm/s,，方向向东；做曲线运动时他的动量变化了，因为方向变了,.,答案,一、动量和冲量导学探究在激烈的橄榄球赛场上，一个较瘦弱,(2),若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零，他的动量的变化量多大？动量的变化量方向如何？,答案,300 kgm/s,，方向向西,.,答案,(2)若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零，他的动量的变,知识梳理,动量和动量的变化量,1.,动量,(1),定义：物体的,和,的乘积,_,.,(2),公式：,p,.,单位：,.,(3),动量的矢量性：动量是,(,填,“,矢,”,或,“,标,”,),量，方向与,相同,.,(4),动量是状态量：进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态,(,时刻,),的动量,.,(5),动量具有相对性：由于速度与参考系的选择有关，一般以,为参考系,.,质量,m,速度,v,m,v,kgm/s,矢,速度的方向,m,v,地球,知识梳理动量和动量的变化量质量m速度vmvkgm/s,2.,冲量,(1),冲量的定义式：,I,.,(2),冲量是,(,填,“,过程,”,或,“,状态,”,),量，反映的是力在一段,内的积累效应，求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量,.,(3),冲量是,(,填,“,矢,”,或,“,标,”,),量，若是恒力的冲量，则冲量的方向与,_,相同,.,Ft,过程,时间,矢,力,F,的方向,2.冲量Ft过程时间矢力F的方向,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),动量相同的物体，运动方向一定相同,.(,),(2),一个物体,(,质量不变,),的动量改变，它的动能一定改变,.(,),(3),一个物体,(,质量不变,),的动能改变，它的动量一定改变,.(,),(4),冲量是矢量，其方向与合外力的方向相反,.(,),(5),力越大，力对物体的冲量越大,.(,),(6),不管物体做什么运动，在相同的时间内重力的冲量相同,.(,),答案,即学即用判断下列说法的正误.答案,导学探究,1.,如图,1,所示，假定一个质量为,m,的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力,F,，在,F,的作用下，经过时间,t,，物体的速度从,v,变为,v,，应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量,p,与恒力,F,及作用时间,t,的关系,.,二、动量定理,答案,图,1,导学探究 二、动量定理答案图1,根据牛顿第二定律,F,ma,整理得：,Ft,m,(,v,v,),m,v,m,v,即,Ft,p,.,根据牛顿第二定律Fma,2.,在日常生活中，有不少这样的事例：,跳远时要跳在沙坑里；,跳高时在下落处要放海绵垫子；,从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；,轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡胶轮胎,这样做的目的是为了什么？,答案,答案,为了缓冲以减小作用力,.,2.在日常生活中，有不少这样的事例：答案答案为了缓冲以减,知识梳理,1.,内容：物体所受,等于物体的动量变化,.,2.,公式：,.,其中,F,为物体受到的,.,合力的冲量,I,Ft,p,合外力,知识梳理合力的冲量IFtp合外力,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内受到的合外力一定不为零,.(,),(2),物体受到的合力的冲量越大，它的动量变化量一定越大,.(,),(3),动量变化量为正，说明它的方向与初始时动量的方向相同,.(,),答案,即学即用判断下列说法的正误.答案,题型探究,题型探究,一、对动量及其变化量的理解,1.,动量,p,m,v,描述物体运动状态的物理量,.,是矢量，方向与速度的方向相同,.,2.,动量的变化量,(1),动量变化的三种情况：大小变化、方向变化、大小和方向同时变化,(2),关于动量变化量的求解,若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算,.,若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则,.,一、对动量及其变化量的理解1.动量pmv,描述物体运动状,例,1,羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到,100 m/s,，假设球飞来的速度为,50 m/s,，运动员将球以,100 m/s,的速度反向击回,.,设羽毛球的质量为,10 g,，试求：,(1),运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；,答案,解析,答案,1.5 kgm/s,，方向与羽毛球飞来的方向相反,例1羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度,解析,以羽毛球飞来的方向为正方向，则,p,1,m,v,1,10,10,3,50 kgm/s,0.5 kgm/s.,p,2,m,v,2,10,10,3,100 kgm/s,1 kgm/s,所以动量的变化量,p,p,2,p,1,1 kgm/s,0.5 kgm/s,1.5 kgm/s.,即羽毛球的动量变化量大小为,1.5 kgm/s,，方向与羽毛球飞来的方向相反,.,解析以羽毛球飞来的方向为正方向，则,(2),运动员击球过程中羽毛球的动能变化量,.,答案,解析,答案,37.5 J,所以,E,k,E,k,E,k,37.5 J.,(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量.答案解析答案37,动量与动能的区别与联系,1.,区别：动量是矢量，动能是标量，质量相同的两个物体，动量相同时动能一定相同，但动能相同时，动量不一定相同,.,总结提升,动量与动能的区别与联系总结提升,1.,求冲量大小时，一定要注意是哪一个力在哪一段时间内的冲量,.,2.,公式,I,Ft,只适合于计算恒力的冲量，若是变力的冲量，可考虑用以下方法求解：,(1),用动量定理,I,m,v,m,v,求冲量,.,(2),若力随时间均匀变化，则可用平均力求冲量,.,二、冲量及冲量的计算,1.求冲量大小时，一定要注意是哪一个力在哪一段时间内的冲量.,(3),若给出了力,F,随时间,t,变化的图像，可用,F,t,图像与,t,轴所围成的面积求冲量,.,如图,2,所示，力,F,在,1 s,内的冲量,I,1,F,1,t,1,20,1 Ns,20 Ns,力,F,在,6 s,内的冲量,I,(20,1,10,5)Ns,30 Ns,图,2,(3)若给出了力F随时间t变化的图像，可用Ft图像与t轴所,例,2,在倾角为,37,的足够长的斜面上，有一质量为,5 kg,的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数,0.2,，求物体下滑,2 s,的时间内，物体所受各力的冲量,.(,g,取,10 m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8),答案,解析,答案,见解析,例2在倾角为37的足够长的斜面上，有一质量为5 kg的物,解析,物体沿斜面下滑的过程中，受重力、支持力和摩擦力的作用,.,冲量,I,Ft,，是矢量,.,重力的冲量,I,G,Gt,mgt,5,10,2 Ns,100 Ns,，方向竖直向下,.,支持力的冲量,I,N,Nt,mg,cos 37,t,5,10,0.8,2 Ns,80 Ns,，方向垂直于斜面向上,.,摩擦力的冲量,I,f,ft,mg,cos 37,t,0.2,5,10,0.8,2 Ns,16 Ns,，方向沿斜面向上,.,解析物体沿斜面下滑的过程中，受重力、支持力和摩擦力的作用.,1.,在求力的冲量时，首先明确是求哪个力的冲量，是恒力还是变力，如果是恒力，可用,I,Ft,进行计算，如果是变力，可考虑根据动量定理求冲量,.,2.,注意不要忘记说明冲量的方向,.,力为恒力时，冲量的方向与力的方向相同,.,方法总结,1.在求力的冲量时，首先明确是求哪个力的冲量，是恒力还是变力,1.,对动量定理的理解,(1),动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因,.,(2),动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向,.,(3),公式中的,F,是物体所受的合外力，若合外力是变力，则,F,应是合外力在作用时间内的平均值,.,2.,应用动量定理定量计算的一般步骤,三、动量定理的理解和应用,1.对动量定理的理解三、动量定理的理解和应用,例,3,如图,3,所示，用,0.5 kg,的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度,为,4.0 m/s,，如果打击后铁锤的速度变为,0,，打击的作用时间是,0.01 s,，那么：,答案,解析,(1),不计铁锤受到的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多大？,答案,200 N,，方向竖直向下,图,3,例3如图3所示，用0.5 kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击,解析,以铁锤为研究对象，不计重力时，铁锤只受到钉子的平均作用力，方向竖直向上，,设为,F,1,，取竖直向上为正，由动量定理可得,F,1,t,0,m,v,由牛顿第三定律知，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力为,200 N,，方向竖直向下,.,解析以铁锤为研究对象，不计重力时，铁锤只受到钉子的平均作用,(2),考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多大？,(,g,取,10 m/s,2,),答案,解析,答案,205 N,，方向竖直向下,(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又,解析,若考虑重力，设此时铁锤受钉子的平均作用力为,F,2,，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正,.,则,(,F,2,mg,),t,0,m,v,由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子时钉子受到的平均作用力为,205 N,，方向竖直向下,.,解析若考虑重力，设此时铁锤受钉子的平均作用力为F2，对铁锤,用动量定理进行定量计算时应注意：,(1),列方程前首先选取正方向；,(2),分析速度时一定要选取同一参考系，一般选地面为参考系；,(3),公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意动量的变化量是末动量减去初动量,.,总结提升,用动量定理进行定量计算时应注意：总结提升,例,4,(,多选,),对下列几种物理现象的解释，正确的是,A.,击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻,B.,跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量,C.,易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了,延长作用时间以减小作用力,D.,在车内推车推不动，是因为车与人组成的系统所受合外力的冲量为零,答案,解析,例4(多选)对下列几种物理现象的解释，正确的是答案解析,解析,击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，是为了延长人与地的接触时间，所以,A,、,B,错误；,据动量定理,Ft,p,知，当,p,相同时，,t,越长，作用力越小，故,C,项正确；,车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作用，与内部作用力无关，所以,D,项正确,.,解析击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远,针对训练,从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了,A.,减小冲量,B.,减小动量的变化量,C.,延长与地面的冲击时间，从而减小冲力,D.,增大人对地面的压强，起到安全作用,答案,解析,解