鲁科版高中物理选择性必修第一册第1章动量及其守恒定律1.1动量和动量定理课件（共20张PPT）

(共20张PPT)
1994年的慧星与木星的撞击，相当于上亿颗原子弹的撞击。在木星上留下“伤痕”尺度几乎是地球直径的大小
微观世界的碰撞虽然悄无声息，但人们通过观察，发现了中子、质子、中微子等微观粒子。
鸡蛋从高处落到硬盘子里会破。如果从相同高度落到较厚的软垫上会破吗？
自然界中“碰撞”无处不在，大到天体，小到微观粒子，都在频繁的发生碰撞。
那么，碰撞有何规律呢？
在游乐园开碰碰车，当运动的车去碰静止的车，运动的车总质量越大，车速越大，静止的那辆车会被撞得越远。
碰撞的效果与碰撞物体的速度、质量有关。
用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球 A、B，且两球并排放置。拉起 A 球，然后放开，该球与静止的 B 球发生碰撞。观察球B每次上升的最大高度。
观察小球的碰撞
将球A换成不同质量的钢球，分别拉到同一高度释放， 再观察球B每次上升的最大高度。
1、从不同髙度释放同一钢球，髙度越髙，被碰球上升越髙；
现象：
2、从不同髙度释放不同质量的钢球，质量越大，被碰球上升越髙；
结论：
对于同一被撞球，其上升的高度与撞球的质量和撞前速度有关。
01
动量（P)
1、定义：物体质量与速度的乘积
2、单位：kg·m/s
1、矢量性：动量是矢量，方向与速度方向相同。
2、瞬时性：动量既有瞬时性，通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量。
理解
mA
vA
小球A与B撞时的动量大小
方向：水平向左
动量的变化量
物体在运动过程中，当速度的大小或方向变化时，动量会发生变化。
同一物体沿同一直线运动，一段时间速度由v1变为v2,则这段时间内动量变化量
动量变化量也是矢量
如图所示，一质量为 58 g 的网球以 30 m/s的速率水平向右飞行，被球拍击打后，又以 30 m/s的速率水平返回。被球拍击打前后，球的动量分别是多少？球的动量的变化量是多少？
解：
以向右为正向。
由题意知：m=58g=0.058Kg
v1=30m/s, v2=-30m/s
被球拍击打前:
p1=mv1=0.058×30 kg·m/s=1.74 kg·m/s,
方向水平向右
被球拍击打后:
p2=mv2=0.058×（-30） kg·m/s=-1.74 kg·m/s,
即动量大小为1.74 kg·m/s ;方向水平向左。
动量变化量:
△p=p2-p1=-1.74 -1.74 kg·m/s=-3.48 kg·m/s
即动量变化量大小为3.48 kg·m/s ;方向水平向左。
讨论：
球被击打前后，虽然动量的大小没有变化，但动量的方向发生了改变，因此动量发生了变化。负值，表示其方向与选定的正方向相反。
动量与动能
动量 动能
物理意义 描述机械运动状态的物理量，都是状态量
定义式 p＝mv
标矢性 矢量（注意判断方向） 标量（不用考虑方向）
换算关系
例题中，网球动量的变化的原因是什么？
是因为球拍的作用力
物体动量的变化显然与物体受到的作用力有关。
设一质量为m的物体，初速度为v1，在合力恒为F的力的作用下，经过一段时间t，速度变为v2，则物体的加速度
由牛顿第二定律，得
由式可知动量变化还与力的作用时间有关。
1、定义：力与力作用时间的乘积
2、单位：N·s
①冲量是矢量，方向与力方向相同。
②冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间累积效应。
02
冲量（I)
理解
【例】如图所示，在倾斜角α=37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，求物体内，物体所受各力的冲量以及合力的冲量。(g取10 m/s2; sin37°＝0.6, cos37°＝0.8)
(1)某个力的冲量。仅由该力的大小和该力的作用时间决定，与是否受其他力及其运动状态无关。
(2)合力的冲量。计算各个力的冲量，再对各冲量进行矢量相加减；还可以计算合力，再求合力的冲量。
恒力冲量的计算方法
平行四边形定则
物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量的变化量 ，这称为动量定理
表明：作用于物体上的合外力等于物体动量的变化率。
03
动量定理
一个质量为 60 kg 的男孩从髙处跳下，以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 ) 若男孩落地时屈膝， 用了1s 停下来，则落地时地面对他的平均作用力是多大？ ( 2 ) 若男孩落地时没有屈膝， 只用了 0.1 s 就停下来，则落地时地面对他的平均作用力又是多大？
解：
以竖直向上为正向。
由题意可知：m=60 kg,v1=-5m/s,v2=0
(1)t1=1 s,由动量定理得
方向竖直向上
(2)t2=0.1 s,由动量定理得
方向竖直向上
讨论：
两种落地方式中，动量的变化量相同，但所经历时间不同。作用时间越短，地面对人的平均作用力越大。
由动量定理可知：
①物体的动量变化量一定时，
04
碰撞与缓冲
物体间的相互作用力与物体动量的变化和作用时间有关。
力的作用时间越长，力就越小.
力的作用时间越短，力就越大；
例如：冲压工件、打夯……
例如：汽车安全气囊、物品减震……
包装减震
②作用力一定时
力的作用时间越长，动量变化量越大；
力的作用时间越短，动量变化量越小.
验证动量定理
我们可用 DIS 实验装置验证在变力作用下的动量定理。
如图1-10，将力传感器、光电传感器接入电路，将遮光片的宽度和小车质量输入计算机。推动小车使其与力传感器发生碰撞。
通过碰撞中相互作用力随时间变化的图像（ 图 1-11 ) 可得出小车受到的力的冲量， 再由光电传感器测量的时间等可得到小车动量的变化量。比较小车受到的力的冲量和动量变化量，验证动量定理。
小车受到的合外力的冲量=F-t图像与t轴围成的面积