高中物理選修 動(dòng)量和動(dòng)量定理

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中物理選修高中物理選修 動(dòng)量和動(dòng)量定理動(dòng)量和動(dòng)量定理是狀態(tài)量。是狀態(tài)量。一、動(dòng)量一、動(dòng)量1 1、概念、概念： 在物理學(xué)中，物體的在物理學(xué)中，物體的質(zhì)量質(zhì)量m 和和速度速度v的乘積叫做的乘積叫做動(dòng)量動(dòng)量。2 2、定義式、定義式：P = mv3 3、單位、單位：千克米每秒，符號(hào)是千克米每秒，符號(hào)是kg m/s4 4、對(duì)動(dòng)量的理解、對(duì)動(dòng)量的理解：（2 2）瞬時(shí)性瞬時(shí)性：（1 1）矢量性：矢量性：運(yùn)算遵循平行四邊形定則運(yùn)算遵循平行四邊形定則（3 3）相對(duì)性相對(duì)性：物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)第1頁/共35頁若速度變化若速度變化, ,EEk k可能為零可能為零kgm

2、2/s2 （J）標(biāo)標(biāo)量量Ek= mv2/2動(dòng)能動(dòng)能若速度變化若速度變化, ,則則pp一定不為一定不為零零kgm/s（NS）矢矢量量p=mv動(dòng)量動(dòng)量 動(dòng)量與動(dòng)能有什么區(qū)別？動(dòng)量與動(dòng)能有什么區(qū)別？動(dòng)量與動(dòng)能間定量關(guān)系：動(dòng)量與動(dòng)能間定量關(guān)系：思考與討論思考與討論（都是狀態(tài)量（都是狀態(tài)量）mpmvEk22122 kmEp2第2頁/共35頁討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系討論一下動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系 動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化，動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化， 動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化動(dòng)量發(fā)動(dòng)量發(fā)生變化生變化僅速度大小改變僅速度方向改變速度大小和方向都改變動(dòng)能改變

3、動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能改變動(dòng)能不變動(dòng)能不變第3頁/共35頁例例1兩小球的質(zhì)量分別是兩小球的質(zhì)量分別是m1和和m2，且，且m1=2m2，當(dāng)它們的動(dòng)能相等時(shí)，它們的，當(dāng)它們的動(dòng)能相等時(shí)，它們的動(dòng)量大小之比是動(dòng)量大小之比是 .1:22kpm E第4頁/共35頁vvat Ftmvmv牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量的變化牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量的變化 情景情景：質(zhì)量為：質(zhì)量為m的物體，在合力的物體，在合力F的作用下，經(jīng)的作用下，經(jīng)過過一段時(shí)間一段時(shí)間t，速度由，速度由v 變?yōu)樽優(yōu)?，如圖：如圖：由于：由于： F合合 = m a聯(lián)聯(lián)立整理立整理得得：這就是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。這就是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式。

4、表明：表明：動(dòng)量的變化動(dòng)量的變化與與力的時(shí)間積累效果力的時(shí)間積累效果有關(guān)有關(guān)。v 第5頁/共35頁二、動(dòng)量定理二、動(dòng)量定理FtmvmvpI1 1）物理研究方法：）物理研究方法：過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；過程量可通過狀態(tài)量的變化來反映；2 2）表明）表明合外力合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；的沖量是動(dòng)量變化的原因；3 3）動(dòng)量定理是）動(dòng)量定理是矢量矢量式式：合合外力的沖量外力的沖量方向與方向與物體動(dòng)量變化的物體動(dòng)量變化的方向方向/ /速度變化的方向相同速度變化的方向相同第6頁/共35頁第7頁/共35頁、定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間、定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間的乘積，叫做該力對(duì)這個(gè)物

5、體的沖量的乘積，叫做該力對(duì)這個(gè)物體的沖量I I公式公式： I=Ft2 2、單位、單位：NSNS 沖量沖量3 3、矢量性矢量性：方向由力來決定：方向由力來決定4 4、沖量是過程量，反映了力對(duì)時(shí)間的、沖量是過程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)積累效應(yīng)。第8頁/共35頁動(dòng)量的變化動(dòng)量的變化 p p 1 1、某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）、某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量末狀態(tài)的動(dòng)量pp 跟跟初狀態(tài)的動(dòng)量初狀態(tài)的動(dòng)量p p的矢量差，稱為動(dòng)量的變的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的化（或動(dòng)量的增量增量），即），即 2 2、動(dòng)量變化的三種情況：、動(dòng)量變化的三種情況：大小改變大小改變方向改變方向改變大小大小和方

6、向都改變。和方向都改變。 p p = = p p - - p p第9頁/共35頁vv第10頁/共35頁第11頁/共35頁（1 1）確定研究）確定研究對(duì)象：一般為對(duì)象：一般為單個(gè)單個(gè)物體物體 （2 2）明確研究過程，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析）明確研究過程，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析； （3 3）選定正方向選定正方向；（4 4）找出物體的初末狀態(tài)并確定相應(yīng)的動(dòng)量；）找出物體的初末狀態(tài)并確定相應(yīng)的動(dòng)量； （5 5）根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解）根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解；運(yùn)用動(dòng)量定理解題步驟：運(yùn)用動(dòng)量定理解題步驟：第12頁/共35頁例2. 質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由下落到一個(gè)軟墊上，若從小球接觸軟墊到小

7、球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2s，則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的平均作用力為？方向如何？（g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力） 第13頁/共35頁例例3 3：一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度：一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以速度v v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖，質(zhì)點(diǎn)從位置如圖，質(zhì)點(diǎn)從位置A A開始，經(jīng)開始，經(jīng)1/21/2圓周，質(zhì)點(diǎn)所受合圓周，質(zhì)點(diǎn)所受合力的沖量是多少力的沖量是多少? ? vAABvBO解解: : 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力是一個(gè)大小不變做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力是一個(gè)大小不變、但方向不斷變化的、但方向不斷變化的力（力（注意注意: :變力的沖量一般不變力的沖量一般不能直接由能直接由Ft求出求出）以以vB方向?yàn)檎?/p>

8、向?yàn)檎?，則：，則：vA =- v ， vB = v 則則pmvB - mvA mv ( - v )2mv，合力合力沖量與沖量與vB同同向向第14頁/共35頁 例例4：水平面：水平面上一質(zhì)量為上一質(zhì)量為m的物體，在水平恒力的物體，在水平恒力F作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t 后撤去外力，又經(jīng)過時(shí)間后撤去外力，又經(jīng)過時(shí)間2t 物體停下來，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（物體停下來，設(shè)物體所受阻力為恒量，其大小為（ ） F F / 2 F / 3 F / 4 解：解：整個(gè)過程的受力如圖所示，整個(gè)過程的受力如圖所示，F(xiàn)f2ttf對(duì)整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)量

9、定理，設(shè)對(duì)整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)F方向?yàn)檎较?，有方向?yàn)檎较颍?( F f ) t f 2 t = 0得得 f=F/3C第15頁/共35頁第16頁/共35頁第17頁/共35頁第18頁/共35頁第19頁/共35頁應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 用用錘子使勁壓釘子錘子使勁壓釘子，很難，很難把釘子把釘子壓入木塊中壓入木塊中去；去； 如果如果用錘子以一定的速度敲釘子，用錘子以一定的速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么？第20頁/共35頁例5：把重物G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶，重物跟著物體一起運(yùn)動(dòng)，若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說法是

10、( )C DC DA 在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給物體的摩擦力大；B 在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給物體的摩擦力?。籆 在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量大；D 在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量小第21頁/共35頁 緩拉紙帶時(shí)，摩擦力雖小些，但作用時(shí)間可以緩拉紙帶時(shí)，摩擦力雖小些，但作用時(shí)間可以很長，故重物獲得的沖量，即動(dòng)量的改變量可很長，故重物獲得的沖量，即動(dòng)量的改變量可以很大，所以能把重物帶動(dòng)以很大，所以能把重物帶動(dòng)； 快快拉時(shí)，摩擦力雖大些，但作用時(shí)間很短，拉時(shí)，摩擦力雖大些，但作用時(shí)間很短，故沖量小，所以重物動(dòng)量的改變量故沖量小，所以重物動(dòng)量的改變量小，重物幾小，重物幾乎不動(dòng)。乎不動(dòng)。第22頁

11、/共35頁例6：跳高運(yùn)動(dòng)員總是跳到海綿墊上，這樣做是為了（ ）A 減小運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化 B 減小運(yùn)動(dòng)員所受的沖量C 延長著地過程的作用時(shí)間 D 減小著地時(shí)運(yùn)動(dòng)員所受的平均沖力CDCD第23頁/共35頁1 1、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說法中正確的是（、關(guān)于沖量和動(dòng)量，下列說法中正確的是（ ） A A、沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量、沖量是反映力的作用時(shí)間積累效果的物理量 B B、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量、動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 C C、沖量是物體動(dòng)量變化的原因、沖量是物體動(dòng)量變化的原因 D D、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量、沖量是描述物體狀態(tài)的物理量ABCABC拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練第

12、24頁/共35頁2 2、對(duì)于力的沖量的說法，正確的是（）、對(duì)于力的沖量的說法，正確的是（）A A、力越大，力的沖量就越大、力越大，力的沖量就越大 B B、作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大、作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大 C C、F F1 1與其作用時(shí)間與其作用時(shí)間t t1 1的乘積的乘積F F1 1t t1 1的大小，等于的大小，等于F F2 2與其與其作用時(shí)間作用時(shí)間t t2 2的乘積的乘積F F2 2t t2 2的大小，則這兩個(gè)沖量相同的大小，則這兩個(gè)沖量相同 D D、靜置于水平地面上的桌子受到水平推力、靜置于水平地面上的桌子受到水平推力F F的作用，的作用，經(jīng)時(shí)間經(jīng)時(shí)間t

13、t始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則此推力的沖量為零始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則此推力的沖量為零 B B第25頁/共35頁3 3如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2kg2kg的物體沿傾角為的物體沿傾角為3030高為高為h h=5m=5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過程中的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過程中 ( (g g=10m/s=10m/s2 2) ) ，求：，求：（1 1）重力的沖量；）重力的沖量；（2 2）支持力的沖量；）支持力的沖量；（3 3）合外力的沖量）合外力的沖量. .mg第26頁/共35頁【解析解析】此題物體下滑過程中各力均為恒力，所以只要此題物體下滑過程中各力均為恒力，所以只要求出力作用時(shí)

14、間便可用求出力作用時(shí)間便可用I I=Ft求解求解. .合外力的合外力的沖量：沖量：IF合合=F合合t=mgsin300 t=20Ns由由F=ma得，下滑的加速度得，下滑的加速度a=gsin = 5m/s2.22 1025stssa由由s=at2/2 得下滑得下滑時(shí)間時(shí)間：重力的重力的沖量：沖量：IG=mgt=2102Ns=40Ns3支持力的支持力的沖量：沖量：IF=Ft=mgcos300t=20 Nsmg第27頁/共35頁F第28頁/共35頁 5. 5. 甲甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先分別在粗糙程度不同

15、的水平面上運(yùn)動(dòng)，乙物體先停下來，甲物體又經(jīng)較長時(shí)間停下來，下面敘述停下來，甲物體又經(jīng)較長時(shí)間停下來，下面敘述中正確的是（中正確的是（ ）A A、甲物體受到的沖量大、甲物體受到的沖量大 B B、乙物體受到的沖量大、乙物體受到的沖量大C C、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等、兩個(gè)物體受到的沖量大小相等 D D、無法判斷、無法判斷第29頁/共35頁6 6. .（多選）玻璃杯（多選）玻璃杯從同一高度落下，掉在水泥地從同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與水上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與水泥地撞擊過程中泥地撞擊過程中（ ）A A、玻璃杯的動(dòng)量較大、玻璃杯的動(dòng)量較大 B B、

16、玻璃杯受到、玻璃杯受到的的力力較大較大C C、玻璃杯的動(dòng)量變化較大、玻璃杯的動(dòng)量變化較大 D D、玻璃杯的動(dòng)量變化較、玻璃杯的動(dòng)量變化較快快B BD D第30頁/共35頁7. 7. 人人從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都是讓腳尖先著地，這樣做是為了是讓腳尖先著地，這樣做是為了（ ）A A、減小沖量、減小沖量 B B、減小動(dòng)量的變化量、減小動(dòng)量的變化量C C、增長與地面作用時(shí)間，從而減小、增長與地面作用時(shí)間，從而減小沖力沖力D D、增大人對(duì)地面的壓強(qiáng)，起到安全作用、增大人對(duì)地面的壓強(qiáng)，起到安全作用第31頁/共35頁6 6、以速度、以速度v v0 0豎直上拋一個(gè)質(zhì)

17、量為豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m m的物體，不計(jì)阻力，的物體，不計(jì)阻力，物體在運(yùn)動(dòng)過程中（取豎直向上為正）物體在運(yùn)動(dòng)過程中（取豎直向上為正）（1 1）動(dòng)量增量）動(dòng)量增量p p隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖線是圖中的哪一個(gè)？變化的圖線是圖中的哪一個(gè)？tP0tP0tP0tP0 A B C D（C）第32頁/共35頁（2 2）若縱軸表示動(dòng)量的變化率，則動(dòng)量變化率隨時(shí)間）若縱軸表示動(dòng)量的變化率，則動(dòng)量變化率隨時(shí)間t t的變化圖線是圖中的哪一個(gè)？（取豎直向上為正的變化圖線是圖中的哪一個(gè)？（取豎直向上為正）（）（ ）tP/tP/t0tP/tP/t0tP/tP/t0tP/tP/t0 A B C DD第33頁/共35頁7 7、質(zhì)量為質(zhì)量為1kg1kg的物體做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體做變速直線運(yùn)動(dòng), ,它的速度時(shí)間它的速度時(shí)間圖象如圖所示，則該物體在前圖象如圖所示，則該物體在前10s10s內(nèi)與后內(nèi)與后10s10s內(nèi)兩段內(nèi)兩段時(shí)間，所受合外力的沖量分別是（時(shí)間，所受合外力的沖量分別是（ ）A10Ns， 10N s B10N s，-10N sC0， 10N s D 0， - 10N s 510152005105t/sv/ms-1D第34頁/共35頁