《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動(dòng)量守恒 1.1 探究動(dòng)量變化與沖量的關(guān)系課件 滬科版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動(dòng)量守恒 1.1 探究動(dòng)量變化與沖量的關(guān)系課件 滬科版選修3-5.ppt（22頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章 碰撞與動(dòng)量守恒,第節(jié)探究動(dòng)量變化與沖量的關(guān)系,,1理解沖量概念，理解動(dòng)量定理及其表達(dá)式。 2理解動(dòng)量和動(dòng)量的變化及其矢量性，會正確計(jì)算一維動(dòng)量變化。 3能夠利用動(dòng)量定理進(jìn)行定量計(jì)算與定性分析有關(guān)現(xiàn)象。,,問題1：思考 雞蛋會不會破呢？,,設(shè)置物理情景：質(zhì)量為m的雞蛋，它從某一高度下落，到達(dá)海綿墊或塑料盤中時(shí)，速度為v0，在合力F的作用下經(jīng)過一段時(shí)間t后，速度變?yōu)関t=0。,由牛頓第二定律知：,而加速度定義有：,變形可得：,F = m a,聯(lián)立可得：,解析,,,雞蛋受撞擊時(shí)的受力示意圖,,,,什么物理意義呢？,問題2：你能分析論證雞蛋不會破的物理原理嗎？,、定義：力和力的作用時(shí)間的乘積

2、Ft叫做沖量，用I用表示。公式表示為 I=Ft,2、單位：在國際單位制中，沖量的單位是牛秒，符號是Ns,3、沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同,4、沖量是過程量，反映了力對時(shí)間的積累效應(yīng),問題3：你對沖量(impulse)有哪些認(rèn)識呢？,如圖所示，在傾角37的斜面上，有一質(zhì)量為5 kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求物體下滑2 s的時(shí)間內(nèi)，物體所受各力的沖量(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8),解析,,mg,,FN,,Ff,重力的沖量：,IGGtmgt 5102 Ns100 Ns,方向豎直向下,支持力的

3、沖量：,INFNtmgcost5100.82 Ns80 Ns,方向垂直斜面向上,摩擦力的沖量：,IfFftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns,方向沿斜面向上,恒力的沖量直接用力與作用時(shí)間的乘積求解,,問題4：對沖量(impulse)理解與計(jì)算？,、定義：物體的質(zhì)量m和速度v的乘積mv叫做動(dòng)量，用p表示，公式表示為 p=mv,2、單位：在國際單位制中，動(dòng)量的單位是：千克米/秒，符號 kgm/s 。,3、動(dòng)量是矢量：動(dòng)量的方向與物體的速度方向相同；,4、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量；,5、動(dòng)量是相對的，與參考系的選擇有關(guān)。(通常指相對地面的動(dòng)量),注意：物體的動(dòng)量，總是

4、指物體在某一時(shí)刻的動(dòng)量，即具有瞬時(shí)性，故在計(jì)算時(shí)相應(yīng)的速度應(yīng)取這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,問題5：你對動(dòng)量(momentum)有哪些認(rèn)識呢？,一個(gè)質(zhì)量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？,解析,,m,m,,,碰撞前鋼球速度 v1=6m/s,p1=mv1=0.16 kgm/s=0.6 kgm/s,碰撞后鋼球動(dòng)量,p2=mv2=0.1(-6 )kgm/s= - 0.6 kgm/s,碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了,p=p2-p1= (- 0.6 kgm/s) - (6 kgm/

5、s)= - 1.2 kgm/s,取水平向右為正,碰撞前鋼球動(dòng)量,碰撞后鋼球速度v2= - 6m/s，,正方向,,,,p1,p2,p,問題6：如何正確求解動(dòng)量的變化量?,如圖所示，一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅(jiān)硬的大理石板上，入射的角度是45，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45,速度仍為2m/s。請你用作圖的方法求出鋼球動(dòng)量變化的大小和方向。,解析,,,,,,v,v,,,p=mv=0.22=0.4kgm/s,p=mv=0.22=0.4kgm/s,p,問題7：思考：如果初、末動(dòng)量不在一條直線上如何求動(dòng)量的變化？,某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p 跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢

6、量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即,p = p - p,問題7：如何正確求解動(dòng)量的變化量?,,,,p,p ,p,,,,p,p ,p,,,,p,p ,p,若速度變化,Ek可能為零,kgm2/s2(J),標(biāo)量,Ek= mv2/2,動(dòng)能,若速度變化,則p一定不為零,kgm/s (NS),矢量,p=mv,動(dòng)量,動(dòng)量與動(dòng)能有什么區(qū)別？,動(dòng)量與動(dòng)能間量值關(guān)系：,(1)質(zhì)量為2kg的物體，速度由3m/s增大到6m/s，它的動(dòng)量和動(dòng)能各增大為原來的幾倍？,(2)質(zhì)量為2kg的物體，速度由向東的3m/s變?yōu)橄蛭鞯?m/s，它的動(dòng)量和動(dòng)能是否變化了？如果變化了，變化量各是多少？,(3)A物體質(zhì)量為2kg，速

7、度是3m/s，方向向東；B物體的質(zhì)量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它們的動(dòng)量的矢量和是多少？它們的動(dòng)能之和是多少？,,2倍,倍,動(dòng)量變化,動(dòng)能不變,12kgm/s,6kgm/s,33J,問題8：解答以下三個(gè)小題，思考動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別,以后的學(xué)習(xí)中還會學(xué)到動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別，請及時(shí)總結(jié)。,1、內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動(dòng)量變化， 這就是動(dòng)量定理。,2、表達(dá)式：,或,3、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；,(2)表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；,(3)動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同；,合外力沖量的方向與合外力的方向或速度

8、變化量的方向一致，但與初動(dòng)量方向可相同，也可相反，甚至還可成角度。,問題9：動(dòng)量定理(theorem of momentum),動(dòng)量定理的適用范圍,1、動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；,2、動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問題，將較難的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問題；,3、動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)問題。,動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。,問題9：動(dòng)量定理(theorem of momentum),質(zhì)量為10kg的鐵錘，從某一高度處落下后

9、與立在地面上的木樁相碰，碰前速度大小為10m/s，碰后靜止在木樁上，若鐵錘與木樁的作用時(shí)間為0.1s。求：鐵錘受到的平均沖力。,問題10:如何利用動(dòng)量定理解題？,動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟,1、確定研究對象：一般為單個(gè)物體；,4、選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動(dòng)量的變化；,5、根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。,2、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；,3、明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；,,,,,,I=Ft,恒力F的沖量,沖量的大小數(shù)值上等于藍(lán)色矩形的面積,變力的沖量,為變力F在t時(shí)間內(nèi)的平均值,落在塑料盤上,落在海綿墊上,雞蛋所受的合力隨時(shí)間的變化,問題11:你對變力的

10、沖量掌握有多少？,1、在足球場上，你常看到運(yùn)動(dòng)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而是一塊大石頭，他們會用頭去頂嗎？,2、用錘子使勁壓釘子，就很難把釘子壓入木塊中去，如果用錘子以一定的速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么？,問題12:閱讀教材“動(dòng)量定理的應(yīng)用”，你能舉出一些生活中的例子嗎？,3、雜技表演時(shí)，?？煽匆娪腥擞描F錘猛擊放在“大力士”身上的大石塊，石裂而人不傷，這又是為什么？,4、建筑工人或蹦極運(yùn)動(dòng)員身上綁的安全帶是有彈性的橡皮繩還是不易伸長的麻繩？,小實(shí)驗(yàn),非彈性繩斷,橡皮繩不斷,問題12:你能舉出一些生活中的例子嗎？,包裝用的泡沫材料,問題12:你能舉出一些生活

11、中的例子嗎？,船靠岸時(shí)邊緣上的廢舊輪胎,摩托車頭盔里的襯墊,問題12:你能舉出一些生活中的例子嗎？,一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間 為0.01s。球棒對壘球的平均作用力是多大？,解析,沿壘球飛向球棒時(shí)的方向建立坐標(biāo)軸，壘球的初動(dòng)量為,p=mv=0.1825 kgm/s=4.5kgm/s,壘球的末動(dòng)量為,p=mv=(0.18)25 kgm/s= 8.1kgm/s,由動(dòng)量定理知壘球所受的平均作用力為,壘球所受的平均作用力的大小為1260N，,負(fù)號表示力的方向與壘球飛來的方向相反,鞏固練習(xí),2、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說法中正確的是（ ） A、沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量 B、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 C、沖量是物體動(dòng)量變化的原因 D、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量,ABC,鞏固練習(xí),3、甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先停下來，甲物體又經(jīng)較長時(shí)間停下來，下面敘述中正確的是（ ） A、甲物體受到的沖量大 B、乙物體受到的沖量大 C、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等 D、無法判斷,C,