《动量教材分析》PPT课件.ppt
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1、3-5 第一章碰撞与动量守恒,三个重要概念-动量、冲量、动量变化量,1.动量:物体的质量和速度的乘积,p=mv描述的对象:物体具有的性质:动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应,是矢量,方向和该时刻物体瞬时速度的方向相同。动量具有相对性2.动量的变化(末状态动量-初状态动量)A、若初末动量在同一直线上,则选定正方向的前提下,把初末状态的动量用正负表示它们的方向,然后带入P=P-P,运算符号和物理量本身的正负一定要区别开。B、若初末动量不在同一直线上,则运算遵循平行四边形定则,即数学上的矢量减法。,本章中三个重要概念,3.冲量 A.定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I=Ft描述对
2、象:力是由力和它的作用时间共同决定的物理量(力对时间的累积作用)是过程量,它与时间相对应。B.冲量是矢量,不能简单说冲量方向就是力的方向因为冲量对应的是一个过程,而力在一个过程中,其大小和方向都是可以发生变化的;恒力或方向不变的力的冲量的方向由力的方向决定;C.计算冲量有直接计算和间接计算,计算式一定要区别是哪一个力在哪一段时间过程中的冲量,速度、动量、动能,速度和动量:速度仅能反映物体运动的快慢与方向,是从运动学的角度去描述物体的运动状态;而动量则是从动力学的角度去描述物体的运动状态,仅有速度无法得知使物体获得某一速度或从某一速度停下来需要做多大的“努力”动量与动能:动量和动能都反映着机械运
3、动的物理量。动能可以量度机械运动的量转化为非机械运动形式(热、光、电磁等)运动的量。而动量所反映的是在物体间相互传递、转移的机械运动的量。,思考:,把几个物理量进行一下对比力 功 冲量合力 总功 总冲量速度 速度的变化 速度变化的原因?动能 动能的变化 动能变化的原因?动量 动量的变化 动量变化的原因?,思考:,某力对物体做了功,该力一定有冲量吗?而某力有冲量,该力却一定做了功吗?对于给定的物体,若动能发生了变化,动量一定发生变化吗?而动量发生变化,动能一定发生变化吗?(常见的例子)动量与动能大小关系:p=Ek=,思考:动量与动量变化量,例题:1.如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不
4、同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,两种情况具有的物理量相同的是:A.重力的冲量 B.弹力的冲量 C.合力的冲量 D.刚到达底端时的动量 E.刚到达底端时的动能.,概念的对比和辨析,例题2.质量为0.4kg的小球,沿光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁,又以4m/s的速度被反向弹回,如图所示,求小球动量的增量.,例题目的1.规范的解题训练:选定正方向,确定各已知量的正负.2.P对应末态减初态,不是大减小 3.相反方向的动量的变化大小一定是两个数的和,与所设的正方向无关.,练习巩固 1.质量为m 的物体,放在动摩擦因数为的水平面上,用与水平面成角的恒力F拉物体,使物体向前运动时间
5、t,如图所示。这个过程中各个力的冲量。,识记冲量的公式以及冲量与功的区别,规范表述。,巩固练习:2.做匀速圆周运动的物体经过半个周期时的动量变化和经过一个周期时的动量的变化,经过四分之一周期时动量的变化。,矢量的运算法则-动量的矢量性,巩固练习:3.质量为1kg的物体从倾角为30的光滑斜面上高为0.8m处,由静止滑下。在滑到斜面底端的过程中,重力做功_J,重力的冲量为_Ns;弹力的功为_J;t弹力的冲量_Ns;合力的功_J,合力的功为_,合力的冲量_Ns;动能变化_J;动量变化为_kgm/s。,识记冲量、动量的公式和矢量性,并进一步对比功、冲量、动量、动量的变化量和动能变化量的区别。,1.内容
6、:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。即I合=P-P2.说明:(1)因果关系 动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,(2)定量关系:冲量是物体动量变化的量度(这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量或物体所受各外力冲量的矢量和,注意计算方法。)(3)动量定理表述了过程量和状态变化量间的互求关系。(4)动量的变化率概念(牛顿第二定律的动量形式)。(5)表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正。,一个重要定理-动量定理,3.动量定理解题的常规思路:研究对象(通常为单体)明确过程-进行受力分析(受力图)明确状态-确定初末状态的动量(注意方向)规定正方向,列出方程
7、(左右要规范)说明:过程的选取,可以分段或整个过程,由问题而定;与动能定理解题步骤对比,形成程序化的分析问题的习惯,思考:动能定理和动量定理,mv1,mv2,Ft,Fs,对比:讨论物体运动的某一个过程,例题1:质量为m=1.0kg的小球从高h1=20m处下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为h2=5.0m,小球与软垫的接触时间为t=1.0s,(1)求小球接触和离开软垫时的速度 v、v.(2)小球接触软垫过程中动量变化的大小和方向.【C】A.kgm/s,向下 B.20kgm/s,向下C.30kgm/s,向上 D.40kgm/s,向上(3)小球接触软垫过程中受到合力的冲量为【C】A.10Ns,向下
8、B.20Ns,向下C.30Ns,向上 D.40Ns,向上,选择该题的目的是:(1)知识的前后联系滚动式复习(2)概念的巩固和辨析(3)抓住学生模糊处和易错点,建立解题的程序步骤.,(4)小球接触软垫过程中软垫对小球的冲量为.【D】A.10Ns,向下 B.20Ns,向下C.30Ns,向上 D.40Ns,向上(5)求软垫对小球的平均作用力.,解释现象1:把重物G 压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面抽出,解释这些现象的正确原因是:CA.在缓缓拉动纸带时,重物后纸带的摩擦力大B.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力小C.在缓缓拉动纸带时,纸带给重物
9、的冲量大D.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量大,选题目的:定性理解动量定理,分析变化的量和不变的量:F不变,t越长,p越大,F 与t的乘积不同,物体的运动状态变化不同。体会力的积累效果.,解释现象2:玻璃杯从同一高度落下,掉在石头地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃与石头的的撞击中:DA。玻璃杯的动量较大 B。玻璃杯受到的冲量较大C。玻璃杯的动量变化较大C。玻璃杯的动量变化较快,定性理解动量定理,p不变,t越短,F越大。,解释3:在以下几种运动中,相等的时间内物体的动量变化相等的是:自由落体运动 匀速圆周运动平抛运动 单摆的摆球沿圆弧摆动A B C D,定性地对动量定理的理解,4.质量为m的
10、钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2。在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为:A向下,m(v1v2)B向下,m(v1v2)C向上,m(v1v2)D向上,m(v1v2),注意应用动量定理的矢量性,1.某种气体分子束由质量m=5.4X 10-26 kg速度v460m/s的分子组成,各分子都向同一方向运动,垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回,如分子束中每立方米的体积内有n01.5X10-20个分子,求被分子束撞击的平面所受到的压强,用动量定理课求解流体问题,处理有关流体(如水、空气、高压燃气等)撞击物体表面产生冲力(或压强)的问题,可以说非动量定理莫
11、属解决这类问题的关键是选好研究对象,一般情况下选在极短时间t内射到物体表面上的流体为研究对象。,求解流体问题,例题解析解:设在t时间内射到 S的某平面上的气体的质量为M,则:取M为研究对象,受到的合外力等于平面作用到气体上的压力F以V方向规定为正方向,由动量定理得:-F.t=MV-(-MV),解得平面受到的压强P为:,2.(07重庆)为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45 mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1103 kg/m3)A.0.
12、15 Pa B.0.54 PaC.1.5 Pa D.5.4 Pa,一个重要定律-动量守恒定律,1.内容:一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。即:2.其它表述方式(增量形式)=0(系统总动量的增量等于零);1=-23.说明:研究对象:相互作用的物体组成的系统(两个或两个以上)研究的过程:物体间相互作用的过程(作用时间一般很短有时也有持续一段明显时间的作用过程)守恒的含义:在一个物理变化过程中,如果某一物理量始终在任意时刻保持不变(即任意时刻都相同),就说这个物理量守恒。(与初末两态物理量相等有区别)所以动量守恒是对一个过程来讲的,但方程只涉及两个状态。,4.动量守恒定律
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