《動量和動量定理》課件

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1、 1. 理 解 動 量 的 概 念 ， 知 道 動 量 和 動 量 的 變 化 量 均 為 矢 量 ；會 計 算 一 維 情 況 下 的 動 量 變 化 量 。2. 理 解 沖 量 的 概 念 ， 知 道 沖 量 是 矢 量 。3. 理 解 動 量 定 理 的 確 切 含 義 ， 掌 握 其 表 達(dá) 式 。4. 會 用 動 量 定 理 解 釋 碰 撞 、 緩 沖 等 生 活 中 的 現(xiàn) 象 。 雞 蛋 在 同 學(xué) 們 生 活 中 是 常 見 的 ， 印 象 中 又 是 很 容 易 破 碎 的 。 本 節(jié) 課首 先 通 過 一 個 “ 瓦 碎 蛋 全 ” 的 實 驗 導(dǎo) 入 新 課 。 這 是

2、同 學(xué) 們 魔 術(shù) 或 者 雜 技中 常 見 的 很 感 難 以 置 信 的 游 戲 ， 很 能 引 起 學(xué) 生 的 好 奇 心 ， 激 發(fā) 出 學(xué) 生 探究 的 熱 情 。 在 講 解 動 量 定 理 時 ， 再 次 通 過 跳 遠(yuǎn) 、 跳 高 、 鐵 錘 釘 釘 子 等 生活 中 常 見 的 現(xiàn) 象 提 出 問 題 ， 導(dǎo) 入 新 課 ， 使 學(xué) 生 體 會 到 物 理 在 生 活 中 是 無處 不 在 的 ， 一 些 司 空 見 慣 的 現(xiàn) 象 通 過 物 理 有 了 明 確 的 認(rèn) 識 ， 從 而 激 發(fā) 學(xué)生 學(xué) 習(xí) 物 理 的 興 趣 。 矢 量 ， 同 學(xué) 們 都 比 較 熟 悉

3、 了 ， 但 矢 量 的 變 化 量 的 計 算 掌 握 的 還 不 太好 。 新 課 講 授 圍 繞 本 節(jié) 的 重 點 ： 動 量 、 動 量 的 變 化 量 、 沖 量 等 概 念 的 理解 、 方 向 及 大 小 的 計 算 ， 對 動 量 定 理 的 理 解 和 應(yīng) 用 展 開 。 例 題 設(shè) 計 主 要是 針 對 ： 1. 動 量 、 動 量 變 化 量 、 沖 量 、 動 量 定 理 等 概 念 的 理 解 ; 2. 動 量的 變 化 量 、 沖 量 大 小 的 計 算 和 方 向 的 判 斷 ; 3. 運(yùn) 用 動 量 定 理 解 題 的 思 路和 規(guī) 范 的 解 題 步 驟 ；

4、 4. 運(yùn) 用 動 量 定 理 求 解 變 力 問 題 和 多 過 程 問 題 ； 5. 運(yùn) 用 動 量 定 理 解 釋 常 見 現(xiàn) 象 等 。 對 于 發(fā) 生 碰 撞 的 兩 個 物 體 ， 在 碰 撞 前 后 物 體 的 什 么量 是 保 持 不 變 ? 兩 物 體 的 m v 的 矢 量 和 保 持 不 變 。 m v 很 可 能 具 有 特別 的 物 理 意 義 。 物 理 學(xué) 中 把 它 定 義 為 動 量 ， 用 字 母 p表示 ， p = m v。 笛 卡 兒 ： 最 先 提 出 動 量 具 有 守 恒 性 思 想 ， 把 運(yùn) 動物 體 的 質(zhì) 量 和 速 率 的 乘 積 叫 做

5、 動 量 ， 忽 略 了 動 量的 方 向 性 。牛 頓 ： 把 笛 卡 兒 的 定 義 做 了 修 改 ， 明 確 的 用 物 體的 質(zhì) 量 和 速 度 的 乘 積 叫 做 動 量 ， 更 清 楚 的 表 示 動量 的 守 恒 性 和 方 向 性 。惠 更 斯 ： 明 確 提 出 動 量 的 守 恒 性和 方 向 性 。 是 狀 態(tài) 量1. 概 念 ：2. 定 義 式 ： p = m v3. 單 位 ： 千 克 米 每 秒 ， 符 號 是 kgm/s4. 對 動 量 的 理 解(2) 瞬 時 性 :(1) 矢 量 性 : 運(yùn) 算 遵 循 平 行 四 邊 形 定 則(3) 相 對 性 : 物

6、體 的 動 量 與 參 考 系 的 選 擇 有 關(guān) ， 中 學(xué) 階 段 常以 地 球 為 參 考 系在 物 理 學(xué) 中 ， 物 體 的 質(zhì) 量 m 和 速 度 v 的 乘 積 叫 做動 量 pp p 動 量 的 變 化 等 于 末 狀 態(tài) 動 量 減 初 狀 態(tài) 的 動 量 ， 其 方 向 與 v 的 方 向 相 同 ；5. 動 量 的 變 化 （ p）(1) 定 義 ： 物 體 的 末 動 量 與 初 動 量 之 矢 量 差 叫 做 物 體 動 量 的 變 化(2) 表 達(dá) 式 ： p = m v 動 量 的 變 化 也 叫 動 量 的 增 量 或 動 量 的 改 變 量 。 試 討 論 以

7、 下 幾 種 運(yùn) 動 的 動 量 變 化 情 況物 體 做 勻 速 直 線 運(yùn) 動物 體 做 自 由 落 體 運(yùn) 動物 體 做 平 拋 運(yùn) 動物 體 做 勻 速 圓 周 運(yùn) 動動 量 大 小 、 方 向 均 不 變動 量 方 向 不 變 ， 大 小 隨 時 間 推 移 而 增 大動 量 方 向 時 刻 改 變 ， 大 小 隨 時 間 推 移 而 增 大動 量 方 向 時 刻 改 變 ， 大 小 不 變 1. 動 量 和 動 能 都 是 描 述 物 體 運(yùn) 動 過 程 中 的 某 一 狀 態(tài) 。2. 動 量 是 矢 量 ， 動 能 是 標(biāo) 量 。 動 量 發(fā) 生 變 化 時 ， 動 能 不 一

8、定 發(fā) 生 變 化 ， 動 能 發(fā) 生變 化 時 ， 動 量 一 定 發(fā) 生 變 化 。3. 定 量 關(guān) 系動 量 發(fā) 生變 化 速 度 大 小 改 變 方 向 不 變速 度 大 小 不 變 方 向 改 變速 度 大 小 和 方 向 都 改 變 動 能 改 變動 能 改 變動 能 不 變22k 12 2pE m v m k2p m E 例 1. 一 個 質(zhì) 量 是 0.1 kg 的 鋼 球 ， 以 6 m/s 的 速 度 水 平 向 右 運(yùn)動 ， 碰 到 一 個 堅 硬 物 后 被 彈 回 ,沿 著 同 一 直 線 以 6 m/s 的 速 度水 平 向 左 運(yùn) 動 （ 如 圖 ） ， 碰 撞

9、前 后 鋼 球 的 動 量 各 是 多 少 ？ 碰撞 前 后 鋼 球 的 動 量 變 化 了 多 少 ？ 在 日 常 生 活 中 ， 有 不 少 這 樣 的 事 例 ：跳 遠(yuǎn) 時 要 跳 在 沙 坑 里 ；跳 高 時 在 下 落 處 要 放 海 綿 墊 子 ；從 高 處 往 下 跳 ， 落 地 后 雙 腿 往 往 要 彎 曲 ；輪 船 邊 緣 及 輪 渡 的 碼 頭 上 都 裝 有 橡 皮 輪 胎 而 在 某 些 情 況 下 ， 我 們 又 不 希 望 緩 沖 ， 比 如 用 鐵 錘 釘釘 子 ， 這 是 為 什 么 呢 ？這 樣 做 的 目 的 是 為 了 緩 沖 由 牛 頓 第 二 定 律

10、 知 ： F = m a加 速 度 ： tvva 0整 理 得 ： Ft = m v m v0 tvvmF 0即 ：F 作 用 了 時 間 t F vF v0 1. 定 義 ： 在 物 理 學(xué) 中 ， 物 體 受 到 的 力 與 力 的 作 用 時 間 的 乘 積 叫 做 力 的 沖 量 。2. 公 式 ： I = Ft 單 位 牛 秒 （ Ns）(1) 沖 量 是 矢 量 ， 作 用 力 的 方 向 不 變 時 其 方 向 與 力 的 方 向 相 同 。(2) 沖 量 是 過 程 量 ， 是 力 對 時 間 的 積 累 效 應(yīng) 。(3) 沖 量 和 功 不 同 ， 恒 力 在 一 段 時 間

11、 內(nèi) 可 能 不 作 功 ， 但 一 定 有 沖 量 。(4) 沖 量 的 計 算 要 明 確 求 哪 個 力 的 沖 量 ， 還 是 物 體 的 合 外 力 的 沖 量 。 I = Ft 只 能 求 恒 力 的 沖 量 。 例 2. 平 拋 一 質(zhì) 量 m = 2 kg的 物 體 ， 經(jīng) t = 5 s， 求 重 力 的沖 量 。例 3. 如 圖 ， 物 體 原 先 靜 止 ， 用 恒 力 F1、 F2 分 別 作 用 在物 體 上 t1、 t2 時 間 ， 求 物 體 受 F1、 F2 的 合 沖 量 。F1 F2I = m gt = 100 NsI 合 = F1t1 + F2t2 物 體

12、 在 一 個 過 程 始 末 的 動 量 變 化 等 于 它 在 這 個 過程 中 所 受 力 的 沖 量 。 p = Ft 對 動 量 定 理 的 理 解2. 動 量 的 變 化 率 ： 動 量 的 變 化 跟 發(fā) 生 這 一 變 化 所 用 的 時 間 的 比 值 。 由 動 量 定 理 ， 得 F = p/t， 可 見 ， 動 量 的 變 化 率 等 于物 體 所 受 的 合 力 。 當(dāng) 動 量 變 化 較 快 時 ， 物 體 所 受 合 力 較 大 ，反 之 則 小 ； 當(dāng) 動 量 均 勻 變 化 時 ， 物 體 所 受 合 力 為 恒 力 。 在 實 際 中 我 們 常 遇 到 變

13、力 作 用 的 情 況 ， 比 如 用 鐵 錘 釘釘 子 ， 球 拍 擊 乒 乓 球 等 ， 釘 子 和 乒 乓 球 所 受 的 作 用 力 都 不是 恒 力 ， 這 時 變 力 的 作 用 效 果 可 以 等 效 為 某 一 個 恒 力 的 作用 ， 則 該 恒 力 就 叫 變 力 的 平 均 值 。3. 動 量 定 理 的 適 用 范 圍 : 動 量 定 理 不 但 適 用 于 恒 力 ， 也 適用 于 隨 時 間 變 化 的 變 力 。 對 于 變 力 情 況 ， 動 量 定 理 中 的 F 應(yīng) 理 解 為 變 力 在 作 用 時 間 內(nèi) 的 平 均 值 。 雞 蛋 從 高 處 下 落

14、是 否 會 被 打 破 ？ 雞 蛋 從 某 一 高 度 下 落 ， 分 別 與 石 頭 和 海 綿 墊 接 觸 前 的 速 度 是相 同 的 ， 也 即 初 動 量 相 同 ， 碰 撞 后 速 度 均 變 為 零 ， 即 末 動 量 均 為零 ， 因 而 在 相 互 作 用 過 程 中 雞 蛋 的 動 量 變 化 量 相 同 。 而 兩 種 情 況下 的 相 互 作 用 時 間 不 同 ， 與 石 頭 碰 時 作 用 時 間 短 ， 與 海 綿 墊 相 碰 時 作 用 時 間 較 長 ， 由 Ft =p 知 ， 雞 蛋 與 石 頭 相 碰 時 作 用 大 ， 會 被打 破 ， 與 海 綿 墊

15、相 碰 時 作 用 力 較 小 ， 因 而 不 會 被 打 破 。海 綿 石 頭 例 4. 一 個 質(zhì) 量 為 0.18 kg 的 壘 球 ， 以 25 m/s 的 水 平 速 度 飛 向球 棒 ， 被 球 棒 打 擊 后 ， 反 向 水 平 飛 回 ， 速 度 的 大 小 為 45 m/s。設(shè) 球 棒 與 壘 球 的 作 用 時 間 為 0.01 s， 球 棒 對 壘 球 的 平 均 作 用 力有 多 大 ？ 為 什 么 我 們 通 常 用 鐵 錘 釘 釘 子 ， 而 跳 遠(yuǎn) 時 卻 要落 入 沙 坑 中 ？對 于 釘 釘 子 ： 縮 短 作 用 時 間 ， 增 大 作 用 力 。對 于 跳

16、 沙 坑 ： 延 長 作 用 時 間 ， 減 小 作 用 力 。 瓷器包裝水果套袋 高空蹦極 1. 動 量 、 動 量 變 化 量 ： 定 義 、 大 小 、 方 向 。2. 沖 量 ： 定 義 、 大 小 、 方 向 。3. 動 量 定 理 ： 動 量 定 理 的 方 向 性 ； 動 量 的 變 化 率 ； 動 量 定 理 的 適 用 范 圍 ； 運(yùn) 用 動 量 定 理 的 步 驟 。 1. 關(guān) 于 動 量 的 變 化 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 （ ） A. 在 直 線 運(yùn) 動 中 ， 物 體 的 速 度 增 大 時 ， 動 量 的 增 量 p 的 方 向 和 運(yùn) 動 方 向 相

17、同 B. 在 直 線 運(yùn) 動 中 ， 物 體 的 速 度 減 小 時 ， 動 量 的 增 量 p 的 方 向 和 運(yùn) 動 方 向 相 反 C. 物 體 的 速 度 大 小 不 變 時 ， 動 量 的 增 量 p 為 零 D. 物 體 做 曲 線 運(yùn) 動 時 ， 動 量 的 增 量 p 一 定 不 為 零ABD 2. 關(guān) 于 沖 量 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 （ ） A. 沖 量 是 物 體 動 量 變 化 的 原 因 B. 作 用 在 靜 止 的 物 體 上 的 力 的 沖 量 一 定 為 零 C. 動 量 越 大 的 物 體 收 到 的 沖 量 越 大 D. 沖 量 的 方 向 就

18、 是 物 體 受 力 的 方 向 A 3. 把 重 物 G 壓 在 紙 帶 上 ， 用 一 水 平 力 緩 緩 拉 動 紙 帶 ， 重物 跟 著 物 體 一 起 運(yùn) 動 ， 若 迅 速 拉 動 紙 帶 ， 紙 帶 將 會 從 重物 下 抽 出 ， 解 釋 這 些 現(xiàn) 象 的 正 確 說 法 是 ( )A. 在 緩 慢 拉 動 紙 帶 時 ， 紙 帶 給 物 體 的 摩 擦 力 大B. 在 迅 速 拉 動 紙 帶 時 ， 紙 帶 給 物 體 的 摩 擦 力 小C. 在 緩 慢 拉 動 紙 帶 時 ， 紙 帶 給 重 物 的 沖 量 大D. 在 迅 速 拉 動 紙 帶 時 ， 紙 帶 給 重 物 的 沖 量 小CD 答 案 ： 3 N4. 一 質(zhì) 量 為 100 g 的 小 球 從 0.8 m 高 處 自 由 下 落 到 一個 軟 墊 上 ， 若 從 小 球 接 觸 軟 墊 到 小 球 陷 至 最 低 點 經(jīng) 歷了 0.2 s， 則 這 段 時 間 內(nèi) 軟 墊 對 小 球 的 作 用 力 為 多 少 ？（ g 取 10 m/s2， 不 計 空 氣 阻 力 ）