人教版版高二物理选修3-5第十六章 16.2动量和动量定理(共29张PPT)

(共29张PPT)
《高中物理》
选修3-5
新课标人教版课件
16-2(动量和动量定理)
第一课时
问题：足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？如果飞过来的是铅球呢？
一：引言：
观察并思考
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？
从同一高度落下的玻璃杯，落在水泥地面上和落在沙土上结果一样吗?
提问：上述两种情况，碰撞过程中的时间是否相同？
观察与思考
水泥地面
沙土地面
生活中的这些现象都是什么原理呢？
1、冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。I=
F·t，单位------牛·秒（N
·s）
它是矢量，方向与力的方向相同。
2、动量（P）：运动物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。P=mv
单位------千克米每秒（kg
·ms-1），它是矢量，方向与速度的方向相同。
二：动量；冲量概念
动量；冲量知识梳理
动量是描述运动物体力学特征的物理量，是物理学中相当重要的概念。这一概念是单一的质量概念、单一的速度概念无法替代的。
力和时间的乘积，或者说力对时间累积的效果叫冲量。力是改变物体运动状态的原因，冲量是改变物体动量的原因。
冲量、动量都是矢量，与之有关的问题使用时一定要注意方向。物体只在一维空间中运动，各力也都在同一直线时，动量、冲量的方向可用正、负号表示。
F
v
=v0
v
=v
t
————F
作用了时间
t————
质量为M
的物体在水平恒力F
的作用下，经过时间t，速度由v0
变为
vt，
三：动量定理推导
F
F
F
F
v
=v0
v
=v
t
———
F
作用了时间
t
———
分析：
由牛顿第二定律知：
F
=
m
a
而加速度：
整理得：
动量定理推导
刚才的推导结果：
四、动量定理
力做的冲量
末动量
初动量
动量定理：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.
五：动量定理的应用步骤:
(2)选择初，末两个状态，并写出这两个状态对应的动量的矢量表达式；
(3)写出初状态到末状态过程中外合力做的总冲量的矢量表达式
(4)利用公式I=ΔP（即
）建立等式解题
(1)明确研究对象，做受力分析和运动状态想象；
例题：1：2：
一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的墙壁后沿同一直线以6m/s的速度水平向左运动，假设碰撞时间为0.02s，问：
例1、
（1）碰撞前后钢球的动量变化了多少？
（2）碰撞过程中钢球对墙壁的平均作用力多大？
解：以球为研究对象做受力分析（设向左为正）
球的初动量为：
外合力做冲量为：
则有动量定理
I=ΔP可知：
答：球动量改变量为1.2Kgm/s方向向左，球对墙弹力大小为60牛顿，方向向右
末动量为：
动量改变量为：
（1）明确研究对象，做受力分析和运动状态想象；
由牛顿第三定律知，球对墙的力为60牛
(2)选择初，末两个状态，并写出这两个状态对应的动量的矢量表达式；
(3)写出初状态到末状态过程中外合力做的总冲量的矢量表达式
(4)利用公式I=ΔP
建立等式解题
据报载：1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，飞行员弹射逃生。
例2
【解析】设鸟的质量m=1.0kg，鸟的身长L=15cm（除去毛），鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，相撞前鸟的速度约为0（因远小于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同.飞机飞行速度v=600m/s（现代超音速飞机的飞行速度是声速的二到三倍），因飞机质量M
>m,故相撞过程中飞机速度不变，因此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.5×10-4s.
，因撞击时间极短，因此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的撞击力为F.根据动量定理可得：
F·t=mv1-mv0
F=(mv1-mv0)/t=1.0×600/2.5×10-4N
=2.4×106N.
这里所求出的撞击力F，实际上只是撞击时间内的平均值，可近似认为撞击力的峰值Fm=2F=4.8×106N.
取鸟为研究对象
鸟与飞机相撞时，飞机所受的最大撞击力亦为4.8×106N，这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压强P=F/S=4.8×106/0.01=4.8×108Pa，这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的.
根据牛顿第三定律可知
在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子，而不用橡皮锤。这些现象中的原因是什么呢？
实例：1：2：
六、动量定理的应用
来自美国印第安纳州埃利茨维尔的布里斯托发明了一中“南瓜炮”。“南瓜炮”重约两吨，发射重10磅（约4.54公斤）的“南瓜炮弹”所需的推力高达11300磅（约5130公斤），“南瓜炮弹”离开炮口的时速达900英里（约1448公里）。布里斯托准备带着他的发明参加首届南瓜推力比赛。在日前的测试中，这枚“南瓜炮”发射的“南瓜炮弹”击穿了一辆1978年的旧车后部。根据这些数据，你能利用所学估算出炮弹对汽车的冲力大小吗？
南瓜炮弹击穿汽车
图片
图片
把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着物体一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说法是：
A、在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大；
B、在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小；
C、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大；
D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小．
CD
练习题1
跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了（
）
A、减小运动员的动量变化
B、减小运动员所受的冲量
C、延长着地过程的作用时间
D、减小着地时运动员所受的平均冲力
CD
练习题2
首先使用动量定理不必追究物体运动当中的细节，只需研究运动的始末状态就可以解决问题，它只注重力在时间上持续积累的效应．而不必像牛顿运动定律要考虑力的瞬时效应，这样解题时，一般的情况较牛顿运动定律解题要简捷．
另外动量定理不但可用来解决单个物体的问题，也可以用来解决由几个物体组成的物体系的问题，即：物体系总动量的增量．等于相应时间内物体系所受合外力的冲量．由于冲量及动量均为矢量，因此所说的合外力的冲量以及总的动量增量均为矢量和．
使用动量定理处理问题的优越性
一:冲量（I）I=
Ft，单位--牛·秒(N·S)
二:动量（P）
P=mv
单位-千克米每秒(kg
·ms-1），
小结：
三：动量定理推导
四、动量定理
五：动量定理的应用步骤:
六、动量定理的应用
课堂练习：1：
2：
作业
优化探究：
P5-8页：例1,例2
,例3.
题组训练:1.2.3.
随堂训练：1,2,3,4,5
课时作业
P71-72页：1,2,3,4,5,6.7,8,9,10,11,12
作业
优化设计：
基础知识梳理：
P6页；随堂训练:
1;2;3;
训练与测评
P3页：1-7.
报纸：第1期
作业1：
赢在课堂：
P8页：自我体验：1,2,3,4
P9-10页：互动课堂
1-1,1-2，
2-1,2-2，
P10页：演练提升：
1，2，3，4