1.2 动量定理课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
动 量 定 理
鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？你能解释这种现象吗？
一、情景问题
如图，一物体的初动量为p=mv、在合外力F 作用下, 经一段时间t，末动量为p =mv .
p=mv
p =mv
F
分析: 物体的加速度：
由牛顿第二定律F = ma = ，由上式变形得：Ft=mv －mv， 即：
Ft = p p.
p=mv
p =mv
F
一、理论推导
二、动量定理
1. 内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
1. 内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
2. 公式：Ft = p p. 其中F 是物体所受的合力，p是初动量，p 是末动量, t 是物体从初动量p变化到末动量p 所需时间,也是合力F作用的时间。
二、动量定理
1. 内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
2. 公式：I合=Ft = p p. 其中F 是物体所受的合力，p是初动量，p 是末动量, t 是物体从初动量p变化到末动量p 所需时间,也是合力F作用的时间。
3. 单位：F的单位是N，t的单位是s, p和p 的单位是kg·m/s（kg·ms-1）。
二、动量定理
三、对动量定理的进一步认识
三、对动量定理的进一步认识
1. 动量定理中的方向性
I合 = F合t = p p=△p =m *△v是矢量式，合力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同(即与物体速度变化的方向相同)
三、对动量定理的进一步认识
1. 动量定理中的方向性
I合 =F合t = p p=△p=m *△v是矢量式，合力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同(即与物体速度变化的方向相同)
合力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。
三、对动量定理的进一步认识
1. 动量定理中的方向性
一维情况:公式中各矢量的方向可以用正、负号表示。选定一个正方向后，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。
1. 动量定理中的方向性:I合 =F合t = p p
三、对动量定理的进一步认识
二维情况:矢量合成满足平行四边形定则
其中I合=I1+I2+I3+…=F合t
2. 动量的变化率: 动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。
2. 动量的变化率: 动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理Ft = p 得F= p/t, 即动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之则小; 当动量均匀变化时, 物体所受合力为恒力。
p
F1
F2
t
试比较F1与F2的大小？
2. 动量的变化率: 动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理Ft = p 得F= p/t.
用动量定理Ft= p’一P=△p解释现象可分为下列三种情况:
(1)△p一定，t短则F大，t长则F小;
(2)F一定，t短则△p小，t长则△p大;
(3) t一定，F大则△p大，F小则△p小.
应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题.
鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同.而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破.
3. 动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力,不仅适用于直线运动,也适用于曲线运动.对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.
在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值
课本及报纸例题
如果物体受到大小、方向或大小方向都改变的力的作用，则不能直接用F t 求变力的冲量，这时可以求出在该力冲量作用下物体动量改变 p的大小和方向，等效代换变力的冲量I.
4. 应用 I = p 求变力的冲量.
5. 应用 p= F· t 求恒力作用下的 曲线运动中物体动量的变化.
在曲线运动中, 速度方向时刻在变化, 求动量的变化( p = p2 p1)需要应用矢量运算方法, 比较繁杂。如果作用力是恒力, 可以求出恒力的冲量F· t 等效代替动量的变化 p。
例 题
一个质量为1kg的物体，从20m高处以10m/s水平抛出，求：
1. 从抛出到着地瞬间之前物体的动量变化？
2 物体抛出时受到的冲量。（不计空气阻力）
I=△P=Ft=20 kgm/s 方向竖直向下
△P=I=10N·S 方向与抛出时速度方向相同。
动量定理
1. 内容：物体所受合力的冲量等于动量的 变化——冲量是物体动量变化的原因.
适用于恒力、变力
p一定
t 长、F小
t 短、F大
3. 应用
①解释现象
②计算应用
4. 意义：是解决力学问题的一条重要定理
小 结
2. 表达式：
(1) 此式为矢量式,合外力的冲量的方向与动量变化的方向一致.
（2）运用动量定理时，只考虑物体的初末状态，不涉及中间的过程，它可适用于恒力，也可适用于变力的情况。
（3）恒力作用时，动量定理问题也可用牛顿运动定律求解，但用动量定理求解比用牛顿运动定律更简便。
（4）由 ΔP = FΔt 可得， F = ΔP/Δt 即，合外力等于物体动量的变化率。
动量与动能
1、动量是矢量，动能是标量 两者都是表示运动状态的物理量。
2、冲量与功：冲量是力的作用效果在时间上的累积，功是力的作用效果在空间上的累积。
动量定理与动能定理
1、动量定理说明合外力的冲量等于物体动量的增量；
动能定理说明合外力所做的功等于物体动能的增量。
Ft =p′－p=m v′ － m v
W总= Fs =Ek2－Ek1=(1/2)m v22 － (1/2)m v12
2 、前者是从时间上说明力对物体作用的效果，后者
是从空间上说明力对物体作用的效果。
一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，水平反向飞回，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？
解:取垒球飞向球棒的方向为正方向,则垒球的初动
　　量为: p=mv=0.18x25kg·m/s=4.5kg·m/s
垒球的末动量为:
　P =mv =-0.18x45kg·m/s=-8.1kg·m/s
由动量定理:Ft=mv -mv=p -p
得:垒球受的平均作用力为:F=(P - P)/t
即:Ｆ=(-8.1-4.5)／0.01N=-1260N
垒球受的平均作用力为1260Ｎ，负号表示里力的方
向与选取的正方向相反
一、人从高处跳到低处,为了安全,一般都是让脚尖先着地,并且让腿适当弯曲.下面解释正确的是:　　　　（　）
　A.减小冲量
　B.使动量的增量变得更小
　C.延长与地面的冲击时间,从而减小冲力
　D.增大人对地面的压强,起到安全作用
Ｃ
二、茶杯从同一高处落下,掉在石头上被摔碎,而掉在海绵垫上不易碎.这是由于茶杯掉在石头上在撞击过程中（　）
　A.茶杯的动量较大
　B.茶杯的动量变化较大
　C.茶杯的动量变化率较大
　D.茶杯受到的冲量较大
Ｃ
　　　1、动量定理虽然是通过一个匀变速直线运动,即外力是恒力的情况下推导出来的,但是在变力冲量时,动量定理同样适用只不过这时冲量F*t中的F是一个平均作用力
　　2、应用动量定理解决物理问题,一定要按照规范的步骤和正确的方法来进行.
首先：确定对象和过程,进行完整的受力分析.
其次：确定正方向,一般以初动量方向为正。注意各个物理量的方向,确定正.负号.
然后：根据条件写出合外力冲量.初动量.末动量的表达式,由动量定理列出方程
最后：正确地把矢量问题转化为代数运算,代入数据,解得正确结果