第1章第2节-动量(共28张PPT)
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(共28张PPT)
第一章 碰撞与动量守恒
第二节 动量
弹性碰撞：碰撞前后滑块的总动能不变
非弹性碰撞：碰撞过程中，有一部分动能转化为其它形式的能，系统的机械能减少。
完全非弹性碰撞：两物体碰撞后粘在一起，以相同的速度运动，属于非弹性碰撞。
碰撞的分类
一、动量概念的由来
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。
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
动量(momentum)
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；Zx x k
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，与参考系的选择有关。
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
例：在水平面上有甲、乙两滑块，其质量分别为m1=1.0Kg和m2=2.0Kg，且沿同一直线运动。若以甲运动的方向为正方向，则甲的速度v1=10.0m/s，乙的速度v2=-5.0 m/s。
滑块甲的动量大小_______,方向___________;
滑块乙的动量大小_______,方向___________;
二、动量的变化?p
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。
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.
【例】 质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为( )
A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反
B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同
C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反
D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同
答案 A
解析 以原来的方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5)kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反．
二、动量守恒定律
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、公式表达：m1V1+m2V2=m1V1?+m2V2 ?
3、适用条件：系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力．此时系统动量近似守恒．
4：适用对象：
A:正碰、斜碰和任何形式的相互作用
B：由两个或者多个物体组成的系统
C：高速运动或低速运动
D：宏观物体或微观物体
判断动量是否守恒
例：如图所示，斜面体A的质量为M，把它置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下. A、B系统是否动量守恒？
系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．
想一想 如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？
答案 不能．把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止．
例1.关于动量守恒定律的各种理解中，正确的是：
A.相互作用的物体如果所受外力的合力为零，则它们的总动量保持不变；
B.动量守恒是指相互作用的物体在相互作用前后动量 保持不变；
C.无论相互作用力是什么性质的力，只要系统满足守 恒条件，动量守恒定律都适用；
例2、质量m1=10g的小球在光滑水平面上以V1=30cm/s的速率向右运动，恰遇上质量m2=50g的小球以V2=10cm/s的速率向左运动，碰撞后小球m2恰好静止，那么碰撞后小球m1的速度大小是多大？方向如何？
解：以水平向右方向为正方向（确定正方向）
V1=30cm/s,V2=-10cm/s, V2?=0
根据动量守恒定律：
m1V1+m2V2= m1V1 ? +m2V2 ?
解得：V1 ? =-20cm/s.（说明符号物理意义）
三、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
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
3、定量关系
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
动能改变
动能不变
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。
四、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：
分析：
由牛顿第二定律知：
而加速度定义有：
变形可得：
F = m a
联立可得：
=⊿ p/⊿ t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
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
五、冲量(impulse)
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
力的空间积累
使动能发生变化
N·m（J）
标量
W= FS
功
力的时间积累
使动量发生变化
N·S
矢量
I=Ft
冲量
冲量与功有什么区别？
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
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）
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？
公式I=Ft中的F必须取平均值
六、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：
或
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。
七、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。
八、动量定理解释生活现象
① △p一定，t短则F大，t长则F小；
由Ft=Δp可知：
② t一定，F大则△p大，F小则△p小；
③ F一定，t长则△p大，t短则△p小。
——缓冲装置
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？
思考与讨论
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？
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
高空砸鸡蛋
生活中的应用
包装用的泡沫材料
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
生活中的应用
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
2、了解历史上关于运动量度的争论
第一章 碰撞与动量守恒
第二节 动量
弹性碰撞：碰撞前后滑块的总动能不变
非弹性碰撞：碰撞过程中，有一部分动能转化为其它形式的能，系统的机械能减少。
完全非弹性碰撞：两物体碰撞后粘在一起，以相同的速度运动，属于非弹性碰撞。
碰撞的分类
一、动量概念的由来
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。
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
动量(momentum)
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；Zx x k
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，与参考系的选择有关。
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
例：在水平面上有甲、乙两滑块，其质量分别为m1=1.0Kg和m2=2.0Kg，且沿同一直线运动。若以甲运动的方向为正方向，则甲的速度v1=10.0m/s，乙的速度v2=-5.0 m/s。
滑块甲的动量大小_______,方向___________;
滑块乙的动量大小_______,方向___________;
二、动量的变化?p
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。
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.
【例】 质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为( )
A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反
B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同
C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反
D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同
答案 A
解析 以原来的方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5)kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反．
二、动量守恒定律
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、公式表达：m1V1+m2V2=m1V1?+m2V2 ?
3、适用条件：系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力．此时系统动量近似守恒．
4：适用对象：
A:正碰、斜碰和任何形式的相互作用
B：由两个或者多个物体组成的系统
C：高速运动或低速运动
D：宏观物体或微观物体
判断动量是否守恒
例：如图所示，斜面体A的质量为M，把它置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下. A、B系统是否动量守恒？
系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．
想一想 如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？
答案 不能．把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止．
例1.关于动量守恒定律的各种理解中，正确的是：
A.相互作用的物体如果所受外力的合力为零，则它们的总动量保持不变；
B.动量守恒是指相互作用的物体在相互作用前后动量 保持不变；
C.无论相互作用力是什么性质的力，只要系统满足守 恒条件，动量守恒定律都适用；
例2、质量m1=10g的小球在光滑水平面上以V1=30cm/s的速率向右运动，恰遇上质量m2=50g的小球以V2=10cm/s的速率向左运动，碰撞后小球m2恰好静止，那么碰撞后小球m1的速度大小是多大？方向如何？
解：以水平向右方向为正方向（确定正方向）
V1=30cm/s,V2=-10cm/s, V2?=0
根据动量守恒定律：
m1V1+m2V2= m1V1 ? +m2V2 ?
解得：V1 ? =-20cm/s.（说明符号物理意义）
三、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
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
3、定量关系
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
动能改变
动能不变
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。
四、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：
分析：
由牛顿第二定律知：
而加速度定义有：
变形可得：
F = m a
联立可得：
=⊿ p/⊿ t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
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
五、冲量(impulse)
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
力的空间积累
使动能发生变化
N·m（J）
标量
W= FS
功
力的时间积累
使动量发生变化
N·S
矢量
I=Ft
冲量
冲量与功有什么区别？
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
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）
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？
公式I=Ft中的F必须取平均值
六、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：
或
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。
七、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。
八、动量定理解释生活现象
① △p一定，t短则F大，t长则F小；
由Ft=Δp可知：
② t一定，F大则△p大，F小则△p小；
③ F一定，t长则△p大，t短则△p小。
——缓冲装置
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？
思考与讨论
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？
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
高空砸鸡蛋
生活中的应用
包装用的泡沫材料
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
生活中的应用
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
2、了解历史上关于运动量度的争论