用动量概念表示牛顿第二定律.ppt

足球场 运动员一个漂亮的 狮子摇头 把球顶进了对方的球门 场上一片欢呼 但是 如果飞来的是铅球 运动员敢去顶吗 显然不会那么去做 为什么呢 同学们能不能讲出些道理来 问题 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 生活中的这些现象都是什么原理呢 第6节用动量概念表示牛顿第二定律 由牛顿第二定律知 F ma 而加速度 问题 能否用动量的概念表示牛顿第二定律 v v0 F作用了时间t 这是牛顿第二定律的另一种表述 一 牛顿第二定律的动量表示 矢量式 思考 对物体所受的合外力与其动量之间的关系 叙述正确的是 A 物体所受的合外力与物体的初动量成正比B 物体所受的合外力与物体的末动量成正比C 物体所受的合外力与物体动量变化量成正比D 物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比 D 上式还可整理得 上式右边是动量的变化量 那么左边有什么物理意义呢 是过程量 二 冲量 1 概念 力F和力的作用时间t的乘积叫做力F在这一段时间内的冲量 2 定义式 I Ft 3 单位 牛秒 符号是NS 4 对冲量的理解 2 过程性 1 矢量性 运算遵循平行四边形定则 3 绝对性 力的冲量与参照物的选择无关 物理意义 反映了力的作用对时间的积累效应 例1 质量为m的物体A受如图所示F的力作用了ts 物体始终保持静止 则在此过程中 A F的冲量大小为Ftcos600 B F的冲量大小为0 C F的冲量大小为Ft D 合力的冲量为0 思考 重力的冲量和地面对物体的支持力的冲量各为多少 CD 答案 mgt和 mg F t 1 内容 物体所受合力的冲量等于物体动量的变化 三 动量定理 2 表达式 3 理解 动量定理适用于恒力 也适用于变力 对于变力 式中的F应理解为变力在作用时间里的平均值 如铁锤钉钉子 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 3 应用 答案 I P 2mv 思考1 质量为m的物体 沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动 求物体所受的合外力在半周期内的冲量 思考2 以速度V0水平抛出一个质量为1kg的物体 若在抛出后5s钟落地 求它后3s内动量的变化 答案 P mgt 30kgm s 根据上述 你可归纳出什么结论 4 运用动量定理解题步骤 1 确定研究对象 2 明确研究过程 对研究对象进行受力分析 3 找出物体的初末状态并确定相应的动量 4 选定正方向 5 根据动量定理列方程求解 6 对结果进行必要的分析 例2 如图 用0 5kg的铁锤把钉子钉进木头里去 打击时铁锤的速度v 4 0m s 如果打击后铁锤的速度变为零 打击的作用时间是0 01s 求铁锤钉钉子的平均作用力 解析 取铁锤作为研究对象 铁锤受到钉子的作用力为F 取竖直向下为正方向 则由动量定理得 mg F t 0 mvF mv t mg 200 5 N 205N即铁锤受到的作用力为205N 方向向上 依据牛顿第三定律 铁锤钉钉子的平均作用力为205N 方向向下 定性讨论动量定理的应用 在动量变化一定的情况下 如果需要增大作用力 必须缩短作用时间 如果需要减小作用力 必须延长作用时间 缓冲作用 例 如图所示 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 纸带将会从重物下抽出 解释这种现象的正确说法是 A 在缓慢拉动纸带时 纸带给重物的摩擦力大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 D 注意 1 动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出 故它是牛顿第二定律的另一种形式 但是两者仍有很大区别 1 牛顿第二定律是一个瞬时关系式 它反映某瞬时物体所受合外力与加速度之间关系 仅当合外力为恒定不变时 a为恒量 整个过程与某瞬时是一致的 2 而动量定理是研究物体在合外力持续作用下 在一段时间里的累积