《动量定理》课件(鲁科版选修3-5)

1、第第1节节 动量定理动量定理第一章 动量守恒定律问题1：当大卡车与轿车以相同的速度行驶时， 哪一辆车停下来更困难？ 问题2：当相同的两辆轿车以不同的速度行驶时，速度大的还是速度小的轿车停下来更困难？一一. .动量和冲量动量和冲量1.1.动量：定义动量：定义动量动量 p = m v动量是描述物体运动状态的一个动量是描述物体运动状态的一个状态量状态量，它与时刻相对应。，它与时刻相对应。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。单位：单位：kgm/skgm/s动量的变化：动量的变化：12mvmvp2.2.冲量：定义冲量：定义恒力恒力的冲量的冲量 I =F t冲量是描

2、述力的时间积累效应的物理量，是冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量过程量， 它与时间相对应它与时间相对应冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。的方向就和力的方向相同。（3）冲量的单位：）冲量的单位：Ns二、动量定理二、动量定理1.动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化即即 I=p F t = mv- mv = p动量定理表明冲量是使物体动量发

3、生变化的原因，冲量是动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，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物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受 的的合外力合外力的冲量。的冲量。动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量） 间的互求关系。间的互求关系。实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率：实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率： F=p t （这也是牛顿第二定律的动量形式）（这也是牛顿第二定律的动量形式）动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢 量必须以

4、同一个规定的方向为正。量必须以同一个规定的方向为正。3. 利用动量定理解题的步骤：利用动量定理解题的步骤：明确研究对象和研究过程明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可。研究对象可以是一个物体，也可以是质点组。如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同，以是质点组。如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同，要分别计算它们的冲量，并求它们的矢量和。要分别计算它们的冲量，并求它们的矢量和。进行受力分析进行受力分析。研究对象以外的物体施给研究对象的力为外。研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力不影力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的

5、相互作用力不影响系统的总动量，不包括在内。响系统的总动量，不包括在内。规定正方向规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，所以列。由于力、冲量、速度、动量都是矢量，所以列式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之式前要先规定一个正方向，和这个方向一致的矢量为正，反之为负。为负。写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量（或各个外力（或各个外力的冲量的矢量和）。的冲量的矢量和）。 以初速度以初速度v0平抛一个质量为平抛一个质量为m的物体，的物体，t 秒内秒内物体的动量变化是多少？物体的动量变化是多少？例例1解解：因为合外力就是重力，所以：因为合外

6、力就是重力，所以p = Ft = mgt本题用冲量求解，比先求末动量，再求初、末动量本题用冲量求解，比先求末动量，再求初、末动量的矢量差要方便得多。的矢量差要方便得多。因此可以得出规律：因此可以得出规律：I 和和p可以互求。当合外力为恒力可以互求。当合外力为恒力时往往用时往往用F t 来求；当合外力为变力时，在高中阶段我来求；当合外力为变力时，在高中阶段我们只能用们只能用p来求。来求。例例2、关于、关于冲量、动量及动量变化，下列说法正确冲量、动量及动量变化，下列说法正确的是：的是： （ ）A. 冲量方向一定和动量变化的方向相同冲量方向一定和动量变化的方向相同B. 冲量的大小一定和动量变化的大小

7、相同冲量的大小一定和动量变化的大小相同C. 动量的方向改变，冲量方向一定改变动量的方向改变，冲量方向一定改变D. 动量的大小不变，冲量一定为动量的大小不变，冲量一定为0.ABC 水平面上一质量为水平面上一质量为m的物体，在水平恒力的物体，在水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后后撤去外力，又经过时间撤去外力，又经过时间2t 物体停下来，设物体所受物体停下来，设物体所受阻力为恒量，其大小为（阻力为恒量，其大小为（ ）F F / 2 F / 3 F / 4 解解：整个过程的受力如图所示，：整个过程的受力如图所示，Ff2ttf对整个过程，

8、根据动量定理，设对整个过程，根据动量定理，设F方向为正方向，有方向为正方向，有 ( F f ) t f 2 t = 0得得 f=F/3例例3解解:从图中可知，物体所受冲量为从图中可知，物体所受冲量为F - t图线下面图线下面包围的包围的“面积面积”，设末速度为设末速度为v，根据动量定理，根据动量定理 F tp ，有，有F1t1+ F2 (t2 -t1 ) = mv - 0 v= F1t1+ F2 (t2 -t1 ) m 如图表示物体所受作用力随时间变化的图如图表示物体所受作用力随时间变化的图象，若物体初速度为零，质量为象，若物体初速度为零，质量为m，求物体在，求物体在t2 时刻的末速度时刻的末

9、速度?例例4. 如图示，质量为如图示，质量为6kg的木板的木板A静止在光滑的水平静止在光滑的水平面上，面上，A板上有一质量为板上有一质量为2kg的木块的木块B，A、B之间的之间的动摩擦因数动摩擦因数=0.1，现在对，现在对A施加施加14N的水平推力的水平推力F，作用作用4s后撤去该力，这时后撤去该力，这时B刚好从刚好从A板上滑下，则这板上滑下，则这时时A板的速度大小是：板的速度大小是： （ ）A. 4 m/s B. 7 m/s C. 8 m/s D.9. 3 m/s BAF解解：B受到向右的摩擦力做匀加速运动受到向右的摩擦力做匀加速运动 ，对对B，由动量定理，由动量定理 mgt=mv2v2=4m/s对对A，由动量定理，由动量定理 （F-mg）t=mv1v1=8 m/s或对或对AB系统，由动量定理系统，由动