高三物理用动量概念表示牛顿的第二定律PPT学习教案

1、会计学1高三物理用动量概念表示牛顿的第二定高三物理用动量概念表示牛顿的第二定律律第1页/共41页第2页/共41页第3页/共41页第4页/共41页第5页/共41页F FFFFFFFv =v0v =vtF F 作用了时间作用了时间 t t 质量为质量为M M 的物体在水平恒力的物体在水平恒力F F 的作用下，经过时间的作用下，经过时间t t，速度由，速度由v v0 0 变为变为 v vt t，第6页/共41页FFv =v0v =vt F F 作用了时间作用了时间 t t 分析分析：由牛顿第二定律知： F = m a而加速度：tvvat0tvvmFt0整理得：0mvmvFtt第7页/共41页1、冲量

2、（冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲冲量量。I=F t，单位牛秒（N s）它是矢量，方向与力的方向相同。2、动量（动量（P）：运动物体的质量与它的速度的乘积叫做物体的动量。动量。P=mv单位单位千克千克米每秒（kg ms-1），它是矢量，方向与速度的方向相同。第8页/共41页你能够再举一些应用动量定理的例子吗？你能够再举一些应用动量定理的例子吗？第9页/共41页应用举例应用举例1 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉、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的速度敲钉子，钉子就很容易

3、钻入木块，这是为什么？块，这是为什么？分析：压铁钉与敲铁钉区别在于：压分析：压铁钉与敲铁钉区别在于：压铁钉时锤子是静止在铁钉上，敲铁钉铁钉时锤子是静止在铁钉上，敲铁钉时，铁锤以较大的速度与铁钉碰撞；时，铁锤以较大的速度与铁钉碰撞；压铁钉时作用时间长，而敲铁钉作用压铁钉时作用时间长，而敲铁钉作用时间短，致使铁钉受到的作用力不同时间短，致使铁钉受到的作用力不同第10页/共41页2 2、杂技表演时，常可看见有人用铁、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在锤猛击放在“大力士大力士”身上的大石块身上的大石块，石裂而人不伤，这是什么道理？请，石裂而人不伤，这是什么道理？请加以分析加以分析分析：大石块意味它

4、的质量很大：分析：大石块意味它的质量很大：“猛击猛击”表示作用力很大，且作用时表示作用力很大，且作用时间极短；间极短；“人未受伤人未受伤”说明大石块对说明大石块对人身体的压强不大人身体的压强不大第11页/共41页用铁锤猛击放在用铁锤猛击放在“大力上大力上”身上的大石块，身上的大石块，大石块受到很大的打击力而破裂，但是，根大石块受到很大的打击力而破裂，但是，根据动量定理得据动量定理得对大石块来说，虽然受到的作用力对大石块来说，虽然受到的作用力F F很大，但很大，但力作用时间极短，而大石块的质量又很大，力作用时间极短，而大石块的质量又很大，因而引起的速度变化就很小，即大石块几乎因而引起的速度变化就

5、很小，即大石块几乎没有向下运动，而且石块与人的身体接触面没有向下运动，而且石块与人的身体接触面积又较大，据积又较大，据 ，所以人身，所以人身体受的压强并不很大，故此人不会受伤（当体受的压强并不很大，故此人不会受伤（当然，这还和表演者技术本领有关）然，这还和表演者技术本领有关）01mvmvFtSFP/第12页/共41页惊呼后的断想据报载：1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，飞行员弹射逃生。第13页/共41页【解析解析】设鸟的质量设鸟的质量m=1.0kgm=1.0kg，鸟的身长，鸟的身长L=15cmL=15cm（除去毛），鸟与飞机相撞面积（除去毛），鸟与

6、飞机相撞面积S=0.01mS=0.01m2 2，相撞前鸟的速度约为，相撞前鸟的速度约为0 0（因远小（因远小于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同. .飞机飞行速度飞机飞行速度v=600m/sv=600m/s（现代超音速飞机（现代超音速飞机的飞行速度是声速的二到三倍），因飞机的飞行速度是声速的二到三倍），因飞机质量质量M m,M m,故相撞过程中飞机速度不变，因故相撞过程中飞机速度不变，因此，撞击时间此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.5t=L/v=0.15/600s=2.51010- -4 4s.s.第14页/共41页 取鸟为研究对象，因撞击时间

7、极短，因取鸟为研究对象，因撞击时间极短，因此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的撞击力为撞击力为F.F.根据动量定理可得：根据动量定理可得： F Ft=mvt=mv1 1-mv-mv0 0 F=(mv F=(mv1 1-mv-mv0 0)/t=1.0)/t=1.0600/2.5600/2.51010- -4 4N=2.4N=2.410106 6N.N. 这里所求出的撞击力这里所求出的撞击力F F，实际上只是撞，实际上只是撞击时间内的平均值，可近似认为撞击力的击时间内的平均值，可近似认为撞击力的峰值峰值F Fm m=2F=4.8=2F=4.810106 6N.N

8、.第15页/共41页 根据牛顿第三定律可知，鸟与飞机相撞根据牛顿第三定律可知，鸟与飞机相撞时，飞机所受的最大撞击力亦为时，飞机所受的最大撞击力亦为4.84.810106 6N N，这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压，这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压强强P=F/S=4.8P=F/S=4.810106 6/0.01=4.8/0.01=4.810108 8PaPa，这样，这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的的. .第16页/共41页南瓜炮弹击穿汽车南瓜炮弹击穿汽车来自美国印第安纳州埃利茨维尔的布里斯托发明来自美国印第安纳州埃利茨维尔的布里斯托发明了一中了一

9、中“南瓜炮南瓜炮”。“南瓜炮南瓜炮”重约两吨，发射重约两吨，发射重重1010磅（约磅（约4.544.54公斤）的公斤）的“南瓜炮弹南瓜炮弹”所需的推所需的推力高达力高达1130011300磅（约磅（约51305130公斤），公斤），“南瓜炮弹南瓜炮弹”离开炮口的时速达离开炮口的时速达900900英里（约英里（约14481448公里）。布公里）。布里斯托准备带着他的发明参加首届南瓜推力比赛里斯托准备带着他的发明参加首届南瓜推力比赛。在日前的测试中，这枚。在日前的测试中，这枚“南瓜炮南瓜炮”发射的发射的“南南瓜炮弹瓜炮弹”击穿了一辆击穿了一辆19781978年的旧车后部。根据这年的旧车后部。根据这

10、些数据，你能利用所学估算出炮弹对汽车的冲力些数据，你能利用所学估算出炮弹对汽车的冲力大小大小吗？ 第17页/共41页第18页/共41页第19页/共41页3、动量的变化、动量的变化1 1、定义：动量变化就是在某过程中、定义：动量变化就是在某过程中的末动量与初动量的矢量差。的末动量与初动量的矢量差。2 2、表示式、表示式P=PP=Pt t-P-P0 03 3、动量的变化的求解、动量的变化的求解: :动量是矢量，求解动量是矢量，求解P时应用平行四边形定则时应用平行四边形定则(P ，P0 - 邻边，邻边，Pt - 对角线），对角线）， 在一维情况下在一维情况下可首先规定一个正方向，这时求动量的变可首先

11、规定一个正方向，这时求动量的变化就可以简化为代数运算了。化就可以简化为代数运算了。第20页/共41页vv第21页/共41页vv第22页/共41页vv4545第23页/共41页vv4545第24页/共41页【注意注意】1 1、动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出，、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：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 1）牛顿第二定律是一个瞬时关系式，它反映某瞬时物体）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，所受合外力与加

12、速度之间关系（仅当合外力为恒定不变时，a a为恒量，整个过程与某瞬时是一致的）；为恒量，整个过程与某瞬时是一致的）；（2 2）而动量定理是研究物体在合外力持续作用下，在一段）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效应，在这段时间时间里的累积效应，在这段时间 内，物体的动量获得增加内，物体的动量获得增加2 2、应用动量定理时，应特别注意、应用动量定理时，应特别注意F tF t为矢量，为矢量， 是矢量差，而且是矢量差，而且F F是合外力是合外力3 3、对于变力的情况，动量定理中的、对于变力的情况，动量定理中的 F F 可看成是变力在作用可看成是变力在作用时间内的平均值时间内的平

13、均值 mvvmpp第25页/共41页典型例题典型例题1 1甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度甲、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叙述中正确的是 A A、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量B B、两个物体受到的冲量大小相等、两个物体受到的冲量大小相等C C、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量D D、无法判断、无法判断B第26页/共41页

14、典型例题典型例题2 2质量为质量为0.1kg0.1kg的小球，以的小球，以10m10ms s的速度水的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上，而后以平撞击在竖直放置的厚钢板上，而后以7m7ms s的速度被反向弹回，设撞击的时间为的速度被反向弹回，设撞击的时间为0.01s0.01s，并取撞击前钢球速度的方向为正，并取撞击前钢球速度的方向为正方向，则钢球受到的平均作用力为方向，则钢球受到的平均作用力为A A30N B30N B30N 30N C C170N D170N D170N170ND第27页/共41页典型例题典型例题3 3质量为质量为m m的钢球自高处落下，以速率的钢球自高处落下，以速率碰地，竖直

15、向上弹回，碰撞时间极短离碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短离地的速率为地的速率为v v2 2，在碰撞过程中，地面对，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为钢球的冲量的方向和大小为A A向下，向下，m(vm(v1 1-v-v2 2) ) B B向下，向下，m(vm(v1 1+V+V2 2) )C C向上，向上，m(vm(v1 1-v-v2 2) ) D D向上，向上，m(vm(v1 1+V+V2 2) )D第28页/共41页典型例题典型例题4 4一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为（g取10m

16、/s2，不计空气阻力） 第29页/共41页典型例题典型例题5 5质量为质量为m m的物体静止在足够大的水平的物体静止在足够大的水平面上，物体与桌面的动摩擦因数为面上，物体与桌面的动摩擦因数为，有一水平恒力，有一水平恒力F F作用于物体上并作用于物体上并使之加速前进，经使之加速前进，经t t1 1秒后去掉此恒力秒后去掉此恒力，求物体运动的总时间，求物体运动的总时间第30页/共41页5 5、运用动量定理解题步骤：、运用动量定理解题步骤： （1 1）确定研究对象；）确定研究对象； （2 2）明确研究过程，对研究对象进行受）明确研究过程，对研究对象进行受力分析。力分析。 （3 3）找出物体的初末状态并

17、确定相应的）找出物体的初末状态并确定相应的动量；动量； （4 4）选定正方向；）选定正方向； （5 5）根据动量定理列方程求解；）根据动量定理列方程求解； （6 6）对结果进行必要的分析。）对结果进行必要的分析。第31页/共41页习题精选1 1、在下列各种运动中，任何相等、在下列各种运动中，任何相等的时间内物体动量的增量总是相同的时间内物体动量的增量总是相同的有（的有（ ）A A、匀加速直线运动、匀加速直线运动 B B、平抛运动、平抛运动C C、匀减速直线运动、匀减速直线运动 D D、匀速圆周运动、匀速圆周运动ABC第32页/共41页2 2、对物体所受的合外力与其动量之间、对物体所受的合外力与

18、其动量之间的关系，叙述正确的是：的关系，叙述正确的是： A A、物体所受的合外力与物体的初动量、物体所受的合外力与物体的初动量成正比；成正比；B B、物体所受的合外力与物体的末动量、物体所受的合外力与物体的末动量成正比；成正比；C C、物体所受的合外力与物体动量变化、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比；量成正比；D D、物体所受的合外力与物体动量对时、物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比间的变化率成正比 D第33页/共41页3 3、把重物、把重物G G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着物体一起运动，若迅速拉动纸带，带，重物跟着物体一起运动

19、，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说法是：法是：A A、在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大；、在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大；B B、在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小；、在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小；C C、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大；、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大；D D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小CD第34页/共41页4 4、从同一高度的平台上，抛出三个完全相同的、从同一高度的平台上，抛出三个完全相同的小球，甲球竖直上抛，乙球竖直下

20、抛，丙球平抛小球，甲球竖直上抛，乙球竖直下抛，丙球平抛三球落地时的速率相同，若不计空气阻力，则三球落地时的速率相同，若不计空气阻力，则（ ）A A、抛出时三球动量不是都相同，甲、乙动量相、抛出时三球动量不是都相同，甲、乙动量相同，并均不小于丙的动量同，并均不小于丙的动量B B、落地时三球的动量相同、落地时三球的动量相同C C、从抛出到落地过程，三球受到的冲量都不同、从抛出到落地过程，三球受到的冲量都不同D D、从抛出到落地过程，三球受到的冲量不都相、从抛出到落地过程，三球受到的冲量不都相同同C第35页/共41页6 6、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了（跳到海绵上，这样做是为了（ ）A A、减小运动员的动量变化、减小运动员的动量变化 B B、减小运动员所受的冲量、减小运动员所受的冲量C C、延长着地过程的作用时间、延长着地过程的作用时间 D D、减小着地时运动员所受的平均冲力、减小着地时运动员所受的平均冲力CD第36页/共41页7 7、质量