沪科教 课标版_选修3-5_1.1探究动量变化与冲量课件20张PPT

1.1探究动量变化与冲量的关系
第一章 碰撞与动量守恒
问题1：请思考 鸡蛋会不会破呢？
问题探讨
海绵垫
塑料盘
猜猜鸡蛋的命运
设置物理情景：质量为m的鸡蛋，它从某一高度下落，到达海绵垫或塑料盘中时，速度为v0，在合力F的作用下经过一段时间t后，速度变为vt=0。
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：
解析
G
N
什么物理意义呢？
问题2：你能分析论证鸡蛋不会破的物理原理吗？
１、定义：力和力的作用时间的乘积Ft叫做冲量，用I用表示。 公式表示为 I=Ft
2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s
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
5、说明：在计算冲量时一定要弄清楚所求的是什么力的冲量
什么是冲量
例1.如图所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37＝0.8)
解析
mg
FN
Ff
重力的冲量：
IG＝G·t＝mg·t
＝5×10×2 N·s＝100 N·s
方向竖直向下
支持力的冲量：
IN＝FN·t＝mgcosα·t＝5×10×0.8×2 N·s＝80 N·s
方向垂直斜面向上
摩擦力的冲量：
If＝Ff·t＝ μmgcos α·t
＝ 0.2×5×10×0.8×2 N·s ＝16 N·s
方向沿斜面向上
问题3：对冲量理解与计算
思考1.足球赛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？为什么？
思考2.别人很慢地朝你投来一颗质量为20g的子弹来你敢不敢用手去接？如果子弹从枪里面发出来呢？
请思考
归纳：运动物体的作用效果，由物体的质量和速度共同决定
１、定义：物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量，用p表示，公式表示为 p=mv
　　　
2、单位：在国际单位制中，动量的单位是：千克·米/秒，符号 kg·m/s 。
3、动量是矢量：动量的方向与物体的速度方向相同；
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。(通常指相对地面的动量)
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
什么是动量
例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？
解析
?
?
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
问题4：求解动量和动量的变化量
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.
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

合外力冲量的方向与合外力的方向的一致；

动量定理
合外力冲量的方向与物体动量变化的方向相同。
合外力冲量的方向与速度变化量的方向一致；
讨论与思考
1、鸡蛋从高处落在海绵垫上时，为什么不会碎? 能用动量定理解释吗?
2、鸡蛋受到的合力是变力还是恒力？如果是变力，那么上式中的F表示什么？
例题3.质量为10kg的铁锤，从某一高度处落下后与立在地面上的木桩相碰，碰前速度大小为10m/s，碰后静止在木桩上，若铁锤与木桩的作用时间为0.1s。
求：铁锤受到木桩的平均冲力。
利用动量定理解题
1、确定研究对象：一般为单个物体；
4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；
动量定理的解题步骤
在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？
用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？
动量定理的简单应用
举例
1.关于冲量和动量，下列说法中正确的是（　 ）
A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量
B、动量是描述物体运动状态的物理量
C、冲量是物体动量变化的原因
D、冲量是描述物体状态的物理量
ABC
巩固练习
2.甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ）
A、甲物体受到的冲量大 B、乙物体受到的冲量大
C、两个物体受到的冲量大小相等 D、无法判断
C
3、一个人慢行和跑步时，不小心与迎面的一棵树相撞，其感觉有什么不同? 请解释。
用动量定理解释现象可分为下列三种情况：
(l)△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。
归纳
动量
我为什么变化啊？
力
我对物体作用了一段时间
I=Ft (冲量)
Δp=p2-p1（动量变化）
？
因
果
（动量定理）
小结
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