原創(chuàng)精品課件：16.2 動量和動量定理(講授式)

1、第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535ABm1m2m1m2m1m2AB12211221mmmmvvvv碰撞碰撞前后那些物理量可能不變呢？前后那些物理量可能不變呢？動量概念的由來動量概念的由來第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535、定義、定義：在物理學(xué)中，物體：在物理學(xué)中，物體的的質(zhì)量質(zhì)量m和速度和速度v的的乘積，叫做物體的乘積，叫做物體的動量動量p，用公式表示為用公式表示為 p=mv momentum2、單位單位：動量的單位由質(zhì)量和速度單位共同確定。

2、：動量的單位由質(zhì)量和速度單位共同確定。在國際單位制中在國際單位制中，動量的動量的單位是：單位是：千克千克米米/秒秒，符號是，符號是 kgm/s ；3、動量是、動量是矢量矢量：方向由：方向由速度方向速度方向決定，動量的方向與該時刻速決定，動量的方向與該時刻速度的方向相同；度的方向相同；4、動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是、動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量狀態(tài)量；5、動量是、動量是相對相對的，與參考系的選擇有關(guān)。的，與參考系的選擇有關(guān)。(通常指通常指相對地面相對地面的動量的動量)注意：物體的動量，總是指物體在某一時刻的動量，即具有注意：物體的動量，總是指物體在某一時刻的動量，即具有瞬時性

3、瞬時性，故在計算時相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時刻的瞬時速度故在計算時相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時刻的瞬時速度第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535一個質(zhì)量是一個質(zhì)量是0.1kg的的鋼球，以鋼球，以6m/s的速度的速度水平向右運動，碰到水平向右運動，碰到一個堅硬物后被彈回一個堅硬物后被彈回,沿著同一直線以沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動，的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多鋼球的動量變化了多少？少？典例分析典例分析1解析解析mm碰撞前鋼球速度碰撞前鋼球速度 v1=6m/sp1=mv1=0.16

4、kgm/s=0.6 kgm/s碰撞后鋼球動量碰撞后鋼球動量p2=mv2=0.1(-6 )kgm/s= - 0.6 kgm/s碰撞前后鋼球的動量變化了碰撞前后鋼球的動量變化了p=p2-p1= (- 0.6 kgm/s) - (6 kgm/s)= - 1.2 kgm/s取水平向右為取水平向右為正正碰撞前鋼球動量碰撞前鋼球動量碰撞碰撞后后鋼球速度鋼球速度v2= - 6m/s，正方向正方向p1p2p第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535 2、動量變化的三種情況、動量變化的三種情況 p = p - p1、某段運動過程（或時間間隔）、某段運動過程（或時間間隔）末狀態(tài)的動

5、量末狀態(tài)的動量p 跟跟初狀態(tài)的動量初狀態(tài)的動量p的矢量差，稱為動量的變化（或動量的的矢量差，稱為動量的變化（或動量的增量增量），即），即大小變化大小變化、方向不變、方向不變大小不變大小不變、方向變化方向變化大小和方向都改變大小和方向都改變第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535若速度變化若速度變化,Ek可能為零可能為零kgm2/s2(J)標量標量Ek= mv2/2動能動能若速度變化若速度變化,則則p一定不為零一定不為零kgm/s (NS)矢量矢量p=mv動量動量 動量與動能有什么區(qū)別？動量與動能有什么區(qū)別？動量與動能間量值關(guān)系：動量與動能間量值關(guān)系：解答以下三

6、個小題，思考動量與動能的區(qū)別解答以下三個小題，思考動量與動能的區(qū)別(1)質(zhì)量為質(zhì)量為2kg的物體，速度由的物體，速度由3m/s增大到增大到6m/s，它的動量和動能各增大為，它的動量和動能各增大為原來的幾倍？原來的幾倍？(2)質(zhì)量為質(zhì)量為2kg的物體，速度由向東的的物體，速度由向東的3m/s變?yōu)橄蛭鞯淖優(yōu)橄蛭鞯?m/s，它的動量和動，它的動量和動能是否變化了？如果變化了，變化量各是多少？能是否變化了？如果變化了，變化量各是多少？(3)A物體物體質(zhì)量為質(zhì)量為2kg，速度是，速度是3m/s，方向向東；，方向向東；B物體的質(zhì)量是物體的質(zhì)量是3kg，速度，速度是是4m/s，方向向西。它們的動量的矢量和是

7、多少？它們的動能之和是多少？，方向向西。它們的動量的矢量和是多少？它們的動能之和是多少？2倍倍倍倍動量變化動量變化動能不變動能不變12kgm/s6kgm/s33J2KpmE第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535at vvFmtvvFtmmvv 設(shè)置物理情景：設(shè)置物理情景：質(zhì)量為質(zhì)量為m的的物體，在合力物體，在合力F的作用下，經(jīng)的作用下，經(jīng)過一段時間過一段時間t，速度由速度由v 變?yōu)樽優(yōu)関，如是圖所示：如是圖所示：由牛頓第二定律知：由牛頓第二定律知： 而加速度定義有：而加速度定義有：F = m a聯(lián)立可得：聯(lián)立可得：vmOxFmF解析解析pt第十六章第十六章

8、動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535、定義定義：作用在物體上的力和作用時間的乘積，叫做該力：作用在物體上的力和作用時間的乘積，叫做該力對這個物體的沖量對這個物體的沖量I，用公式表示為用公式表示為 I=Ft2、單位單位：在國際單位制中，沖量的單位是：在國際單位制中，沖量的單位是牛牛秒秒，符號，符號是是Ns 3、沖量是、沖量是矢量矢量：方向由：方向由力的方向力的方向決定，若為恒定方向的力，決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同則沖量的方向跟這力的方向相同4、沖量是、沖量是過程量過程量，反映了，反映了力對時間的積累效應(yīng)力對時間的積累效應(yīng)第十六章第十六章 動量守恒定律

9、動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535 1、內(nèi)容內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化，：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化， 這就是動量定理。這就是動量定理。 2、表達式：表達式：FtmmvvpI 3、加深理解：加深理解：(1)物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；(2)表明合外力的沖量是動量變化的原因；表明合外力的沖量是動量變化的原因；(3)動量定理是動量定理是矢量式矢量式，合外力的，合外力的沖量沖量方向與物體方向與物體動量變化動量變化的方向相的方向相同；同； 合外力沖量合外力沖量的方向與的方向與合外力合外力的方向或的方

10、向或速度變化量速度變化量的的方向一致方向一致，但與初動量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。但與初動量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修35351、動量定理不但適用于、動量定理不但適用于恒力恒力，也適用于隨時間變化的，也適用于隨時間變化的變力變力，對于，對于變力，動量定理中的變力，動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值平均值；2、動量定理不僅可以解決、動量定理不僅可以解決勻變速直線運動勻變速直線運動的問題，還可以解決的問題，還可以解決曲線曲線運動運動中的有關(guān)問題，將較難的計算問題轉(zhuǎn)化為較易

11、的計算問題；中的有關(guān)問題，將較難的計算問題轉(zhuǎn)化為較易的計算問題；3、動量定理不僅適用于、動量定理不僅適用于宏觀低速宏觀低速物體，也適用于物體，也適用于微觀微觀現(xiàn)象和現(xiàn)象和變速變速運運動問題。動問題。 動量定理的動量定理的優(yōu)點優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535 典例分析典例分析2解析解析 沿壘球飛向球棒時的沿壘球飛向球棒時的方向建立坐標軸，壘球的初動方向建立坐標軸，壘球的初動量為量為p=mv=0.1825 kgm/s=4.5kgm/s壘球的末動量為壘球的末動量為p=mv=(0.18)2

12、5 kgm/s= 8.1kgm/s由由動量定理知壘球所受的平均作用力為動量定理知壘球所受的平均作用力為8.1 4.5N =0.011260NppFt壘球所受的平均作用力的大小為壘球所受的平均作用力的大小為1260N，負號表示力的方向與壘球飛來的方向相反負號表示力的方向與壘球飛來的方向相反第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修35351 1、確定研究對象：一般為單個物體；、確定研究對象：一般為單個物體；4 4、選定正方向選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；5 5、根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。、根據(jù)動

13、量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。2 2、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；3 3、明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動量；、明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動量；第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修35351、在足球場上，你?？吹竭\動員用頭去頂、在足球場上，你?？吹竭\動員用頭去頂球的現(xiàn)象，試設(shè)想如果迎面飛來的不是足球球的現(xiàn)象，試設(shè)想如果迎面飛來的不是足球而是一塊大石頭，他們會用頭去頂嗎？而是一塊大石頭，他們會用頭去頂嗎？第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535第十六章第十六章 動

14、量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535 報道報道1 1、19621962年，一架年，一架“子爵號子爵號”客機，在美國的伊利奧特市上空與一客機，在美國的伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機墜毀，十七人喪生。只天鵝相撞，客機墜毀，十七人喪生。 報道報道2 2、19801980年，一架英國的年，一架英國的“鴿鴿式式”戰(zhàn)斗機在威夫士地區(qū)上空與一只戰(zhàn)斗機在威夫士地區(qū)上空與一只禿鷹相撞，飛機墜毀，飛行員彈射逃禿鷹相撞，飛機墜毀，飛行員彈射逃生生小小飛禽何以能撞毀飛機這樣的龐然大物？小小飛禽何以能撞毀飛機這樣的龐然大物？第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535

15、包裝用的泡沫材料包裝用的泡沫材料第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535船靠岸時邊緣上的廢舊輪胎船靠岸時邊緣上的廢舊輪胎第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修3535第十六章第十六章 動量守恒定律動量守恒定律人教物理選修人教物理選修35351、關(guān)于沖量和動量，下列說法中正確的是（、關(guān)于沖量和動量，下列說法中正確的是（ ） A、沖量是反映力的作用時間積累效果的物理量沖量是反映力的作用時間積累效果的物理量 B、動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量動量是描述物體運動狀態(tài)的物理量 C、沖量是物體動量變化的原因沖量是物體動量變化的原因 D、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量沖量是描述物體狀態(tài)的物理量ABC2、甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙