(共18张PPT)
第一章 动量守恒定律
第1节 动量
1.足球场上一个足球迎头飞过来,你的第一个反应是什么?
2.那么,如果飞过来的不是足球,而是一个铅球呢
3.原因是什么?
提问:
结论1:
运动物体的作用效果与物体的质量有关。
如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起
使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点
与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.
① 如两球的质量mA=mB,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球
碰后交换了速度;
②如果mA>mB,碰后A、B两球一起向右摆动;
③如果mA以上现象说明A、B两球碰撞后,速度发生了变化,当A、B两球的质
量关系发生变化时,速度变化的情况也不同.
一、动量
1、定义:
在物理学中,物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。
2、定义式:
p= m v
3、单位:
千克米每秒,符号是 kg·m/s
5、对动量的理解:
(1)矢量性
运算遵循平行四边形定则
(2)瞬时性
状态量
(3)相对性
物体的动量与参照物的选择有关
(方向与速度方向相同)
4、物理意义:
从动力学的角度描述物体运动的状态
试讨论以下几种运动的动量变化情况:
物体做匀速直线运动
物体做自由落体运动
物体做平抛运动
物体做匀速圆周运动
动量大小、方向均不变
动量方向不变,大小随时间推移而增大
动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大
动量方向时刻改变,大小不变
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。
G
v0
G
v
O
V
V
V
O
p=mv
解答以下三个小题,思考动量与动能的区别
课堂思考
(1)质量为2kg的物体,速度由3m/s增大到6m/s,它的动量和动能各增大为原来的几倍?
(2)质量为2kg的物体,速度由向东的3m/s变为向西的3m/s,它的动量和动能是否变化了?如果变化了,变化量各是多少?
(3)A物体质量为2kg,速度是3m/s,方向向东;B物体的质量是3kg,速度是4m/s,方向向西。它们的动量的矢量和是多少?它们的动能之和是多少?
2倍
4倍
动量变化
动能不变
-12kg·m/s
-6kg·m/s
33J
若速度变化,
Ek不一定变化
kg·m2/s2
(J)
标量
Ek= mv2/2
动能
若速度变化,
则p一定变化
kg·m/s
矢量
p=mv
动量
动量与动能有什么区别?
动量与动能关系:
(1)由于动量是矢量,动能是标量,物体的动量变化时,动能不一定变化; 物体的动能变化时,其动量一定变化。
(2)大小关系:
1.(多选)关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A.动量大的物体惯性一定大
B.动量大的物体运动一定快
C.动量相同的物体运动方向一定相同
D.动量相同的物体速度小的惯性大
CD
变式训练:
AC
变式训练:
2.
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,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?
典例训练
解析
v
m
m
碰撞前钢球速度
v1=6m/s
p1=mv1=0.1×6 kg·m/s=0.6 kg·m/s
碰撞后钢球动量
p2=mv2=0.1×(-6 )kg·m/s= - 0.6 kg·m/s
碰撞前后钢球的动量变化了
Δp=p2-p1= (- 0.6 kg·m/s) - (6 kg·m/s)= - 1.2 kg·m/s
取水平向右为正
碰撞前钢球动量
碰撞后钢球速度 v2= - 6m/s,
正方向
p1
p2
Δp
二、动量的变化量 p
方向与△v的方向相同
1.定义:物体的末动量减去初动量,叫做动量的变化量。
P1
P2
3.同一直线上动量变化的运算:
ΔP
P1
P2
ΔP
P2
P2
4.不在同一直线上的动量变化的运算,遵循平行四边形定则(三角形法则):
2.表达式:
5.动量和动能的关系
动量发生变化
速度大小改变方向不变
速度大小不变方向改变
速度大小和方向都改变
动能改变
动能不变
动能改变
动量的变化 p
2、动量变化的三种情况
p = p' - p
1、某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量p ' 跟初状态的动量p的矢量差,称为动量的变化(或动量的增量),即
大小变化、方向不变
大小不变、方向变化
大小和方向都改变
P
P′
P
P′
ΔP
动量、动能、动量变化量的比较
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
1、(多选)沿直线运动的物体质量为10kg,当其速率由3m/s变为4m/s时,它的动量变化量Δp的大小可能的是( )
A、10kg.m/s B、50kg.m/s
C、70kg.m/s D、90kg.m/s
AC
学以致用
2、一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为300的光滑斜面向上滑动(设斜面足够长), 求木块在1s末的动量 和3s内的动量变化量的大小?(g=10m/s2)
答案:
2.5 kg ·m/s - 7.5 kg ·m/s
学以致用
3.物体在运动过程中加速度不为零,则下列说法正确的是( )
A.物体速度的大小一定随时间变化
B.物体速度的方向一定随时间变化
C.物体动能一定随时间变化
D.物体动量一定随时间变化
D
学以致用
4.在任何相等的时间内,物体动量变化量相等的运动是( )
A.竖直上抛运动 B.匀速圆周运动
C.自由落体运动 D.平抛运动
ACD
学以致用
5.质量为m=1kg的钢球自高处落下,以速率v1=10m/s碰地,竖直向上弹回,与水平地面碰撞时间极短,离地时速率为v2=8m/s,在碰撞过程中,钢球动量变化为多少?
规定正方向
Δ p = P - P = [(-8)-10 ]kg.m/s
= -18 kg.m/s
负号表示Δ p方向与正方向方向相反,
方向竖直向上
规定正方向
Δ p = P - P =[8-(-10) ]kg.m/s
= 18 kg.m/s
学以致用