高中物理 16.2《動(dòng)量和動(dòng)量定理》課件 新人教版選修3-5.ppt

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第十六章 動(dòng)量守恒定律 第2節(jié) 動(dòng)量和動(dòng)量定理 1 理解動(dòng)量的概念 知道動(dòng)量和動(dòng)量的變化量均為矢量 會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化量 2 理解沖量的概念 知道沖量是矢量 3 理解動(dòng)量定理的確切含義 掌握其表達(dá)式 4 會(huì)用動(dòng)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(gè) 瓦碎蛋全 的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課 這是同學(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(dòng)量定理時(shí) 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(huì)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(shí) 從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣 矢量 同學(xué)們都比較熟悉了 但矢量的變化量的計(jì)算掌握的還不太好 新課講授圍繞本節(jié)的重點(diǎn) 動(dòng)量 動(dòng)量的變化量 沖量等概念的理解 方向及大小的計(jì)算 對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用展開 例題設(shè)計(jì)主要是針對(duì) 1 動(dòng)量 動(dòng)量變化量 沖量 動(dòng)量定理等概念的理解 2 動(dòng)量的變化量 沖量大小的計(jì)算和方向的判斷 3 運(yùn)用動(dòng)量定理解題的思路和規(guī)范的解題步驟 4 運(yùn)用動(dòng)量定理求解變力問題和多過程問題 5 運(yùn)用動(dòng)量定理解釋常見現(xiàn)象等 瓦碎蛋全 對(duì)于發(fā)生碰撞的兩個(gè)物體 在碰撞前后物體的什么量是保持不變 兩物體的mv的矢量和保持不變 mv很可能具有特別的物理意義 物理學(xué)中把它定義為動(dòng)量 用字母p表示 p mv 復(fù)習(xí)回顧 笛卡兒 最先提出動(dòng)量具有守恒性思想 把運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速率的乘積叫做動(dòng)量 忽略了動(dòng)量的方向性 有關(guān)動(dòng)量的發(fā)展史 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(dòng)量 更清楚的表示動(dòng)量的守恒性和方向性 惠更斯 明確提出動(dòng)量的守恒性和方向性 是狀態(tài)量 一 動(dòng)量 1 概念 2 定義式 p mv 3 單位 千克米每秒 符號(hào)是kg m s 4 對(duì)動(dòng)量的理解 2 瞬時(shí)性 1 矢量性 運(yùn)算遵循平行四邊形定則 3 相對(duì)性 物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān) 中學(xué)階段常以地球?yàn)閰⒖枷?在物理學(xué)中 物體的質(zhì)量m和速度v的乘積叫做動(dòng)量 動(dòng)量的變化等于末狀態(tài)動(dòng)量減初狀態(tài)的動(dòng)量 其方向與 v的方向相同 5 動(dòng)量的變化 p 定義 物體的末動(dòng)量與初動(dòng)量之矢量差叫做物體動(dòng)量的變化 2 表達(dá)式 p m v 動(dòng)量的變化也叫動(dòng)量的增量或動(dòng)量的改變量 試討論以下幾種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量變化情況 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 物體做自由落體運(yùn)動(dòng) 物體做平拋運(yùn)動(dòng) 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 動(dòng)量大小 方向均不變 動(dòng)量方向不變 大小隨時(shí)間推移而增大 動(dòng)量方向時(shí)刻改變 大小隨時(shí)間推移而增大 動(dòng)量方向時(shí)刻改變 大小不變 動(dòng)量和動(dòng)能 1 動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過程中的某一狀態(tài) 2 動(dòng)量是矢量 動(dòng)能是標(biāo)量 動(dòng)量發(fā)生變化時(shí) 動(dòng)能不一定發(fā)生變化 動(dòng)能發(fā)生變化時(shí) 動(dòng)量一定發(fā)生變化 3 定量關(guān)系 動(dòng)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(dòng)能改變 動(dòng)能改變 動(dòng)能不變 例1 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) 如圖 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 在日常生活中 有不少這樣的事例 跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里 跳高時(shí)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 分析 由牛頓第二定律知 F ma 加速度 整理得 Ft mv mv0 二 動(dòng)量定理 即 沖量 定義 在物理學(xué)中 物體受到的力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量 2 公式 I Ft單位 牛 秒 N s 1 沖量是矢量 作用力的方向不變時(shí)其方向與力的方向相同 2 沖量是過程量 是力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng) 3 沖量和功不同 恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不作功 但一定有沖量 4 沖量的計(jì)算要明確求哪個(gè)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 2kg的物體 經(jīng)t 5s 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(shí)間 求物體受F1 F2的合沖量 I mgt 100N s I合 F1t1 F2t2 物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量 動(dòng)量定理 p Ft 對(duì)動(dòng)量定理的理解 2 動(dòng)量的變化率 動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值 由動(dòng)量定理 得F p t 可見 動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力 當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí) 物體所受合力較大 反之則小 當(dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí) 物體所受合力為恒力 在實(shí)際中我們常遇到變力作用的情況 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(shí)變力的作用效果可以等效為某一個(gè)恒力的作用 則該恒力就叫變力的平均值 3 動(dòng)量定理的適用范圍 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(duì)于變力情況 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 雞蛋從高處下落是否會(huì)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(dòng)量相同 碰撞后速度均變?yōu)榱?即末動(dòng)量均為零 因而在相互作用過程中雞蛋的動(dòng)量變化量相同 而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同 與石頭碰時(shí)作用時(shí)間短 與海綿墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng) 由Ft p知 雞蛋與石頭相碰時(shí)作用大 會(huì)被打破 與海綿墊相碰時(shí)作用力較小 因而不會(huì)被打破 海綿 石頭 例4 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 速度的大小為45m s 設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0 01s 球棒對(duì)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(shí)卻要落入沙坑中 對(duì)于釘釘子 縮短作用時(shí)間 增大作用力 對(duì)于跳沙坑 延長(zhǎng)作用時(shí)間 減小作用力 相關(guān)物理現(xiàn)象 瓷器包裝 水果套袋 高空蹦極 1 動(dòng)量 動(dòng)量變化量 定義 大小 方向 2 沖量 定義 大小 方向 3 動(dòng)量定理 動(dòng)量定理的方向性 動(dòng)量的變化率 動(dòng)量定理的適用范圍 運(yùn)用動(dòng)量定理的步驟 1 關(guān)于動(dòng)量的變化 下列說法正確的是 A 在直線運(yùn)動(dòng)中 物體的速度增大時(shí) 動(dòng)量的增量 p的方向和運(yùn)動(dòng)方向相同B 在直線運(yùn)動(dòng)中 物體的速度減小時(shí) 動(dòng)量的增量 p的方向和運(yùn)動(dòng)方向相反C 物體的速度大小不變時(shí) 動(dòng)量的增量 p為零D 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) 動(dòng)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(dòng)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(dòng)量越大的物體收到的沖量越大D 沖量的方向就是物體受力的方向 A CD 答案 3N 4 一質(zhì)量為100g的小球從0 8m高處自由下落到一個(gè)軟墊上 若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0 2s 則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的作用力為多少 g取10m s2 不計(jì)空氣阻力