16.2动量和动量定理课件正式课件

注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动 量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取 这一时刻的瞬时速度
二.动量的变化p 1.定义：物体的末动量与初动量之矢量差叫做物 体动量的变化. 2.表达式：△P = P2 - P1 = m ·△v. 3、动量变化的三种情况： 大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 4、同一直线上动量变化的运算：
思考与讨论
在前面所学的动能定理中，我们知 道，动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果，那么，动量的变化又是 什么原因引起的呢？ 动量的变化与速度的变化有关， 而速度的变化是因为有加速度，而牛 顿第二定律告诉我们，加速度是由物 体所受的合外力产生的。
牛顿第二定律推导动量的变化
设置物理情景：质量为m的物体，在合力F的 作用下，经过一段时间t，速度由v 变为v’，如 是图所示：
P P′ ΔP P′ ΔP P P′ P′ ΔP P′ P P′
动量的变化p
不在同一直线上的动量变化的 运算，遵循平行四边形定则：
ΔP
P′ P′ ΔP
P
P
也称三角形法则：从初动量的矢 量末端指向末动量的矢量末端
例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平 向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线 以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢 球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多 少？
F
公式I=Ft中的F必 须取平均值
F0
O
t t0
由图可知F-t图线与时间轴之间 所围的“面积”的大小表示对应时间t0 内，力F0的冲量的大小。（变力的冲量）
动量定理(theorem of momentum)
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体 的动量变化，这就是动量定理。 2、表达式： Ft mv ' mv 或 I p 3、加深理解：
1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映； 2）表明合外力的冲量是动量变化的原因； 3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物 体动量变化的方向相同： 合外力冲量的方向与 合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与 初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角 度。
动量定理的适用范围
1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变 化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变 力在作用时间内的平均值； 2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题， 还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算 问题转化为较易的计算问题；
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于 微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考 虑初末状态。
例题： 一个质量为0.18㎏的垒球，以25 m/s的水 平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水 平飞回，速度的大小为45m/s，设球棒与垒 球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均 作用力有多大？
分析：由牛顿第二定律知： F = m a
而加速度定义有： 联立可得：F m t =⊿p/⊿t 这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。 变形可得： Ft mv ' mv 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
v ' v a t v ' v
冲量(impulse)
１、定义：作用在物体上的力和作用时间 的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用 公式表示为 I=Ft（恒力的冲量） 2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是 牛· 秒，符号是N· s 3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若 为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的 方向相同 4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累 效应
3.讨论一下动量和动能的关系
1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2.动量是矢量，动能是标量
1 p2 3.定量关系 E K m v2 2 2m
p 2mEk
动量发生变化时，动能不一定发生变化， 动能发生变化时，动量一定发生变化 动能改变 速度大小改变方向不变 动量发 动能不变 速度大小不变方向改变 生变化 动能改变 速度大小和方向都改变
2、了解历史上关于运动量度的争论
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象：一般为单个物体； 2、明确物理过程：受力分析，求出合外力 的冲量； 3、明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4、选定正方向，确定在物理过程中研究对 象的动量的变化； 5、根据动量定理列方程，统一单位后代入 数据求解。
♦功 W=Fscos (J)--标量;恒力 ♦ 冲量 I=Ft (N· s) --矢量;恒力 ♦动能 Ek=mv2/2 (J) --标量 ♦ 动量 p=mv (kg· m/s)--矢量 ♦力的瞬时效果: 牛顿第二定律 ♦力对空间的积累: 动能定理 W总=W1+W2+…=mv22/2-mv12/2 ♦力对时间的积累: 动量定理 I合=F合t=p’-p=mv’-mv F合=ma
I和ΔP可以互求，当力为恒力时往往用Ft 来求；当力为变力时，只能用ΔP来求。
动量定理解释生活现象
由Ft=ΔP可知： ①△P一定，t短则F大，t长则F小； ——缓冲装置 ②t一定，F大则△P大，F小则△P小；
③F一定，t长则△P大，t短则△P小。
思考与讨论 3、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大 力士”身上的大石块，石裂而人不伤，这又是为什么？ 4、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹 性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？ 小实验
思考与讨论
冲量与功有什么区别？
冲量
I=Ft W= FS
矢 量 标 量
N· S
力的时间积累 使动量发生变化
功
力的空间积累 N· m（J） 使动能发生变化
思考与讨论：作用力与反作用力：作用力的冲量与 反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上， 但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
思考与讨论
如果在一段时间内的作用力是一个变力， 又该怎样求这个变力的冲量？
动量概念的由来
在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个 物体，它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很 可能是保持不变的，这让人们认识到mv这个物理 量具有特别的意义，物理学中把它定义为物体的 动量。
动量(momentum)
１、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的 动量p，用公式表示为 p=mv 2、单位：在国际单位制中，动量的单位是 千克· 米/秒，符号是 kg· ； m/s 3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的 方向与该时刻速度的方向相同； 4、动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量； 5、动量是相对的，与参考不断
高空砸鸡蛋 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被 打破，但如果在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋 落到泡沫塑料上，结果鸡蛋却保持完好无损
生活中的应用
包装用的泡沫材料
生活中的应用
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1）汽车的安全气囊的 保护作用 2）轿车前面的发 动机舱并不是越坚 固越好