高中物理选修第一讲冲量和动量通用PPT课件

1、高中物理选修第一讲冲量和动量本节课的学习目标 1知道力的冲量，冲量的单位、方向；2理解动量的概念，动量的单位、方向；3知道冲量和动量的单位之间的关系，能区别冲量和动量的方向；4会判断物体动量是否变化；5知道动量的运算服从矢量运算法则，如果动量矢量在同一直线上，可将动量的运算简化为代数运算观察并思考 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？ 对于一个原来静止的物体，只要作用力F 和力的作用时间t的乘积Ft 相同，这个物体就获得相同的速度也就是说：对一定质量的物体，力所产生的改变物体速度的效果，是由Ft

2、 这个物理量决定的。 问题： 一个质量为m 的静止物体，在力F 的作用下开始运动，经过时间t 将获得多大的速度?解：物体在力F 作用下得到的加速度为:经时间t，据v =at 得物体获得的速度 拓展分析：整理可得Ft=mv，由此我们得到：对于一个原来静止的物体（v0=0,m一定），要使它获得某一速度，你可采用哪些方法 答：可以用较大的力作用较短的时间； 可以用较小的力作用较长的时间 .1、定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量2、表达式：通常用符号I来表示冲量，I=Ft冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的积累的物理量，因此，力对物体有冲量作用必须具备力和该力作用下的时间两个条件一、

3、冲量换句话说：只要有力并且作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用。4、是矢量。方向：与恒力的方向相同。5、是过程量3、国际单位：牛秒（Ns）6、物理意义：力对时间的积累效应当力的方向变化时，只能根据P的方向巩固训练 1、如图，一个质量为m 的物块在水平恒力F 作用下，经过时间t物体仍静止，求F 在t时间内的冲量？2、一质量为m的物块在t1,t2、t3三段时间内所受外力分别为F1、F2、F3，方向均水平向右，求合力F在时间t1+t2+t3内的冲量3、如果力F在t秒内水平向右，t秒后F大小不变，方向变为竖直向下，作用时间为2t秒，则力F在3t秒内的冲量如何计算？解：I=Ft解：I= F1t1+F

4、2t2+F3 t3注意矢量计算满足平行四边形定则强化训练：质量为m的物体从高为S处自由下落，与地面碰撞时间为t，地面对小球平均作用力为F，不计空气阻力，取向上为正方向，则在碰撞过程中，重力、地面对小球的作用力、和合力对物体的冲量分别为多大？注意：1、计算冲量时，要明确是哪个力在哪一段时间内的冲量，此力的冲量与其它力无关。2、冲量由力和力的作用时间决定，与物体是否运动和运动状态无关。3、要区别某个力的冲量和物体所受的冲量。二、动量1、针对前边得到的公式Ft =mv，讨论得到： 原来静止的质量m不同的物体，在相同的冲量作用下，虽然得到的速度v不同，但它们的质量和速度的乘积mv却是相同的，都等于它们

5、受到的冲量 在物理学中我们把物体的质量和速度的乘积叫做动量2、回答下列思考题：动量用什么符号来表示？动量是一个过程量还是状态量？ 动量是矢量还是标量？动量的单位是什么？二、动量1、定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。2、表达式：用符号p表示，p = mv3、单位：千克米/秒 （kgm/s）4、是状态量 动量是描述物体处于某一运动状态时的物理量，当运动状态一定时，物体的动量也就确定了。5、是矢量 动量的方向和瞬时速度方向相同。巩固训练：试证明冲量的单位Ns与动量的单位kgm/s是相同的我们说物体的动量在变化，包括几种情况，举例说明答案： 动量与冲量的单位是相同的，即：1牛秒=1千克米/秒

6、由于动量是矢量，所以只要物体的速度大小或方向发生变化，动量就一定发生变化 例如做匀速直线运动的物体其动量是恒量，而做匀速圆周运动的物体，由于速度方向不断在改变，即使其动量大小不变，但因其方向不断改变，所以其动量是一变量 过渡：如果一个物体的动量发生了变化，那么动量的变化量如何求解呢？ 三、动量的变化 1、所谓动量的变化就是在某过程中的末动量（包括大小和方向）减去初动量（包括大小和方向）。即p =p- p2、应用例1、一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？v思考下

7、列问题： 动量是矢量，其运算遵循什么规律？ 例1：解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度 v=2m/s，碰撞前钢球的动量为：p=mv=.kgm/s=0.4kgm/s.碰撞后钢球的速度 v=-2m/s,碰撞后钢球的动量为：p=mv=-.kgm/s=-0.4kgm/s.碰撞前后钢球动量的变化为：p=p-p = -0.4kgm/s-0.4 kgm/s = -0.8 kgm/s动量变化的方向向左例2、如图,钢球质量为1kg,按如图方向与地面碰撞前后速度的大小都为1m/s.求碰撞过程动量的变化量.动量变化量P是矢量,即要求出大小也要求出方向例3、质量为10kg的物体，当其速率由3m/s变为4m/

8、s时，它的动量变化量的大小不可能是（ ）A10kg.m/s B50kg.m/s C70kg.m/s D90kg.m/sABC例4、质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，与水平地面碰撞时间极短，离地时速率为v2，在碰撞过程中，钢球动量变化的大小为多少？解:选竖直向下为正方向，则碰前钢球的动量 碰后钢球的动量 碰撞过程中钢球动量变化 负号表示方向与选定的正方向相反，即竖直向上，所以钢球动量变化大小是: 归纳： 某一过程物体末动量P2与初动量P1之 差，称为动量的变化量P。 注：动量的变化量P也是矢量，但它是 过程量。P的计算：用矢量法则P1与P2同一直线上:规定正方向,简化为代数

9、运算.P1与P2同不共线:根据平行四边形定则来运算.四、巩固练习1、对于力的冲量的说法，正确的是( ) A力越大，力的冲量就越大B作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大CF1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小，等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同D静置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，经时间t始终处于静止状态，则此推力的冲量为零2、质量m为3kg的小球，以2m/s的速率绕其圆心O做匀速圆周运动，小球从A转到B过程中动量的变化为多少？从A转到C的过程中，动量变化又为多少？ 3、如图所示的水平面上有两个物体A和B,质量分别为mA和mB,A以角速度沿半径为R的圆周做

10、匀速圆周运动,当A经过P点时物体B在恒力F作用下开始运动,当力F满足什么条件时,两物体在运动过程中某时刻的动量可以相同?PVF课堂小结1在物理学中，冲量是反映力的时间积累效果的物理量；力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量冲量是矢量2物体的质量和速度的乘积叫动量，动量是一个状态量，动量是矢量动量的运动服从矢量运算规则平行四边形定则 如果物体的运动在同一条直线上，在选定一个正方向后，动量的运算就可以简化为代数运算3关于动量变化量的运算，p也是一个矢量，它的方向可以跟初动量的方向相同，也可以跟初动量的方向相反，也可能跟初动量的方向成一角度六、练习1、重100N的物体A，静止在水平面B上，已知A、B间的

11、动摩擦因数为0.5，以g=10m/s，现用水平推力F=30N作用在物体A上，在2s内推力F的冲量和摩擦力的冲量大小分别为（ ）A、60 Ns，100 Ns B、60 Ns，60 NsC、60 Ns，40 Ns D、0，02、下列情况下，物体的动量不变的是（ ）A在平直路面上匀速前进的汽车B汽车在转弯的过程中，速度的大小不变C水平飞来的球撞到竖直墙面后又沿原路返回D匀速直线运动的洒水车正在洒水3、下列几种说法中，错误的是（ ）A、某一物体的动量发生了变化，一定是物体的速度大小发生了变化B、某一物体的动量发生了变化，一定是物体速度的方向发生了变化C、物体的运动速度发生了变化，其动量一定发生了变化D

12、、物体的运动状态发生了变化，其动量一定发生了变化4、一个物体的质量是2 kg，此物体竖直落下，以10 m/s的速度碰到水泥地上，随后又以8 m/s速度反弹，若取竖直向上为正，则小球与地面相碰前的动量为kgm/s，随后碰后的动量是kgm/s，小球的动量改变是kgm/s.5、一质量是2 kg的物体，用一个10 N的水平拉力拉它向右做加速度为3 m/s2的匀加速直线运动，那么在10s内拉力的冲量大小应为，方向；摩擦力的冲量大小为，方向6、关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ）A.冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量B.动量是描述物体运动状态的物理量C.冲量是物体动量变化的原因D冲量是描述物体状态

13、的物理量7、一个质量为2kg的物体，以初速度10m/s水平抛出，则抛出时动量的大小为多少？1s末物体的动量大小为多少？这1s内动量的变化为多少？方向如何？这1s内重力的冲量大小为多少？方向如何？（g=10m/s2）参考答案(一)：1.B2.A3.AB 4.-20 kgm/s;16 kgm/s;36 kgm/s5.100 Ns；向右；40 Ns；向左 6ABC七、素质能力训练一、填空题1、质量为0.1kg的小球，以rad/s的角速度做匀速圆周运动，半径为0.2m，则每1秒小球动能变化的大小等于J，动量变化的大小等于 kgm/s2、距地面为15m高处，以10 m/s的初速度竖直向上抛出小球A，向下

14、抛出小球B，若A、B质量相同，运动中空气阻力不计，经过1 s，质量对A、B二球的冲量比等于，从抛出到到达地面，重力对A、B二球的冲量比等于3、重为10牛的物体在倾角为37的斜面上下滑，通过A点后再经2s到达斜面底，若物体与斜面间的动摩擦因数为02，则从A点到斜面底的过程中，重力的冲量大小为Ns，方向；弹力的冲量大小为Ns，方向；摩擦力的冲量大小为Ns，方向，合外力的冲量大小为Ns，方向4、如图所示，重为100N的物体，在与水平方向成60角的等于10 N的拉力F作用下，以2 m/s的速度匀速运动，在10 s内，拉力F的冲量大小等于Ns，摩擦力的冲量大小等于Ns二、选择题1、关于冲量下述说法正确的

15、是（ ）A作用力越大，冲量越大B力的作用时间越长，冲量越大C恒力的作用时间长，则冲量大D上述说法均不正确2、从A点以某一速度竖直向上抛出小球，球从抛出点A上升到最高点O，又从O返回A点的过程中空气阻力的大小不变，则上升与下降过程中，关于冲量的下述说法中正确的是（ ）A上升与下降过程摩擦力的冲量相同B上升过程重力的冲量小于下降过程C上升过程合外力的冲量数值较大D上升与下降过程合外力的冲量相同3、将10 N的物体放于光滑的水平桌面上，以0.5m/s的速度匀速运动，经A点后2s通过B点，则A到B的过程中，关于作功与冲量的下述说法中正确的是A重力做功为0B重力做功10JC重力冲量为0D重力冲量为20

16、Ns4、下列说法中正确的是（ ）A运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动量一定发生变化C作用于物体上的合外力的冲量不为0，则物体的动能一定发生变化D物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同5、质量为0.5 kg的物体，它做直线运动的位移方程为s=(4t+6t2)m,则其动量的变化量对时间的变化率为（ ）A6N B15NC（2+2t）ND06、一质量为m的物体从高为h的光滑斜面的上端由静止开始下滑，当滑至一半长度时物体的动量为p1，动能为Ek1，当滑至斜面底时物体的动量为p2，动能为Ek2，则（ ）A BC D7、自由下落的物体，在下落过

17、程的任何相等的时间间隔内相等的物理量是（ ）A物体受到的冲量 B物体的位移 C物体速度的增量 D物体的平均速度8、两个具有相等动量的物体，质量分别为m1和m2，且m1m2，则（ ）Am2动能较大 Bm1的动能较大C动能相等D无法判断三、计算题1、质量为m千克的物体自离地面高H米处做自由落体运动，取地面为参考平面，求物体下落n秒后的动量变化和受到的冲量。2、将质量为m的一物体从离地h高处以初速度v水平抛出，试求出物体从抛出到落地过程动量的变化和所受重力的冲量。参考答案(一)：1.B2.A3.AB 4.-20 kgm/s;16 kgm/s;36 kgm/s5.100 Ns；向右；40 Ns；向左 6ABC参考答案(二)：一、1.0;0.042.1；3.20;竖直向下；16；