第一节冲量动量动量定理演示文稿

第一节冲量动量动量定理演示文稿当前第1页\共有55页\编于星期五\7点（优选）第一节冲量动量动量定理当前第2页\共有55页\编于星期五\7点基础梳理自学导引一、冲量1．定义：力F和力的___________的乘积Ft叫做力的冲量．2．表达式：I＝Ft.作用时间t当前第3页\共有55页\编于星期五\7点3．矢量性：冲量是矢量，它的方向由_______的方向决定．4.物理意义：表示力对_____的积累．5.作用效果:使物体的_____发生变化．二、动量1．定义：物体的______与______的乘积mv叫做动量．力时间动量质量m速度v当前第4页\共有55页\编于星期五\7点2．表达式：p＝_______.3．动量的三性(1)矢量性：方向与___________的方向相同．

(2)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一______而言的．(3)相对性:大小与参考系的选取有关，通常情况是指相对________的动量．mv瞬时速度时刻地面当前第5页\共有55页\编于星期五\7点冲量动量冲量当前第6页\共有55页\编于星期五\7点要点透析直击高考一、对冲量的理解与计算1．对冲量的理解(1)时间性：冲量是力在时间上的积累，讨论冲量一定要明确是哪个力在哪段时间上的冲量，即冲量是过程量．当前第7页\共有55页\编于星期五\7点(2)矢量性：当力F为恒力时，I的方向与力F的方向相同；当力F为变力时，I的方向由动量变化的方向确定．(3)绝对性：只要有力的作用就存在冲量，恒定作用力的冲量不会为零，合力的冲量可能为零，变力的冲量也可能为零．当前第8页\共有55页\编于星期五\7点2．冲量的计算(1)恒力的冲量：直接用定义式I＝Ft计算．(2)变力的冲量①方向不变的变力的冲量．若力的当前第9页\共有55页\编于星期五\7点当前第10页\共有55页\编于星期五\7点②作出F－t变化图线，图线与t轴夹的面积即表示为变力的冲量．如图6－1－1所示．③对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解，即通过求Δp间接求出冲量．当前第11页\共有55页\编于星期五\7点特别提醒:力与时间均与参考系无关，只要有力作用在物体上，就一定存在冲量,即恒定作用力的冲量不会为零，但是合外力的冲量可能为零，变力的冲量也可能为零.当前第12页\共有55页\编于星期五\7点即时应用1.(2012·丰台区模拟)质量为m的物块以初速度v0从光滑斜面底端向上滑行,到达最高位置后再沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中(

)A．上滑过程与下滑过程中物块所受重力的冲量相等当前第13页\共有55页\编于星期五\7点B．整个过程中物块所受弹力的冲量为零C．整个过程中物块的合外力冲量为零D．整个过程中物块的合外力冲量大小为2mv0答案：AD当前第14页\共有55页\编于星期五\7点二、动量、动能、动量变化的比较名称项目

动量动能动量变化定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式p＝mvEk＝

mv2Δp＝p′－p当前第15页\共有55页\编于星期五\7点当前第16页\共有55页\编于星期五\7点特别提醒：(1)物体动量的变化率等于它所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表达形式.(2)动能从能量的角度描述物体的形态，动量从运动的角度描述物体的状态.当前第17页\共有55页\编于星期五\7点即时应用2．一个质量不变的物体，动量变化的大小为5kg·m/s，这说明(

)A．物体的动量在减小B．物体的动量在增大C．物体的动量大小可能不变D．物体的动能可能不变当前第18页\共有55页\编于星期五\7点解析:选CD.动量是矢量，动量变化了5kg·m/s,物体动量的大小可能在增加，也可能在减小，还可能不变．如物体以大小为5kg·m/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60°时，物体的动量变化的大小为5kg·m/s，而动能未变，故C、D正确．当前第19页\共有55页\编于星期五\7点三、动量定理的理解和应用1．动量定理的理解(1)动量定理表达了合外力的冲量和物体动量变化的关系．I合＝Δp是一个矢量式，即①I合与Δp大小相等．②I合与Δp方向相同．当前第20页\共有55页\编于星期五\7点(2)I合表示物体受到的所有力的总冲量．各力的作用时间可以相同，也可以不同．①若各力作用时间相同，且都是恒力，则I合＝F合t.②若各力作用时间不同，则I合＝F1t1＋F2t2＋…即求出各外力在相应时间内的冲当前第21页\共有55页\编于星期五\7点量，然后求出它们的矢量和．(3)系统物体之间的内力，即相互作用力不会改变系统的总动量．2．动量定理的应用(1)确定研究对象．在中学阶段用动量定理讨论的问题，其研究对象一般仅限于单个物体．当前第22页\共有55页\编于星期五\7点(2)对物体进行受力分析．可以先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和——合力的冲量；或先求合力，再求其冲量．(3)选好正方向,确定过程的初末状态，确定各动量和冲量的正负号．(4)根据动量定理列方程．如有必要，当前第23页\共有55页\编于星期五\7点还需要补充其他方程式，最后代入数据求解．特别提醒：在动力学问题中，不涉及加速度和位移的情况下，用动量定理求解一般比较简便.当前第24页\共有55页\编于星期五\7点即时应用3.如图6－1－2所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出.如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2＞v1.重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量(

)当前第25页\共有55页\编于星期五\7点图6－1－2当前第26页\共有55页\编于星期五\7点A．大小为m(v2＋v1)，方向与v1方向相同B．大小为m(v2－v1)，方向与v1方向相同C．大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同D．大小为m(v2－v1)，方向与v2方向相同当前第27页\共有55页\编于星期五\7点当前第28页\共有55页\编于星期五\7点题型探究讲练互动

用电钻给建筑物钻孔时，钻头所受的阻力与深度成正比，若钻头匀速钻进时第1秒内阻力的冲量为100N·s，求5秒内阻力的冲量大小．求变力的冲量例1当前第29页\共有55页\编于星期五\7点【思路点拨】由于钻头所受阻力与深度成正比，所以可以采用平均值法求解．【解析】法一(平均值法)：钻头所受的阻力与深度成正比，而钻头又是匀速钻进，即深度与时间成正比，因此阻力与时间成正比，可以用平均当前第30页\共有55页\编于星期五\7点当前第31页\共有55页\编于星期五\7点图6－1－3当前第32页\共有55页\编于星期五\7点法二(图象法):设钻头钻进墙壁的深度为s,则钻头受到的阻力为F阻＝ks,k为比例系数，又因钻头是匀速钻进的，即s＝vt，所以F阻＝kvt，阻力与时间t成正比．F－t图线如图6－1－3所示，比较第1秒内和前5秒内的面积知，5秒内的冲量为I2＝2500N·s.【答案】

2500N·s

当前第33页\共有55页\编于星期五\7点

如图6－1－4所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点．若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为(

)用动量定理解释现象例2当前第34页\共有55页\编于星期五\7点A．仍在P点B．在P点左边C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处图6－1－4当前第35页\共有55页\编于星期五\7点当前第36页\共有55页\编于星期五\7点【解析】纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由I＝Fft＝mv0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大．以2v的速度抽出纸条的过程，铁块受滑动摩擦力的作用时间较短，铁块当前第37页\共有55页\编于星期五\7点获得速度较小，平抛运动的水平位移小，故B选项正确．【答案】

B当前第38页\共有55页\编于星期五\7点【名师归纳】用动量定理解释的现象一般可分为两类：(1)物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小．当前第39页\共有55页\编于星期五\7点(2)作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小．分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚．当前第40页\共有55页\编于星期五\7点

如图6－1－5所示，质量为m＝2kg的物体，在水平力F＝16N的作用下，由静止开始沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2,若F作用t1＝2s后撤去，撤去F后又经t2＝2s，物体与竖直墙壁相碰，用动量定理求平均冲力例3当前第41页\共有55页\编于星期五\7点若物体与墙壁作用时间t3＝0.1s，碰撞后反向弹回的速度v′＝6m/s，求墙壁对物体的平均作用力的大小．(g取10m/s2)图6－1－5当前第42页\共有55页\编于星期五\7点【思路点拨】题目中有三个过程，分别是F作用下，F撤去后，碰撞，求墙壁对物体的作用力，可只对碰撞过程应用动量定理，也可对全过程应用动量定理．当前第43页\共有55页\编于星期五\7点【解析】法一：程序法以物体为研究对象，在t1时间内其受力情况如图6－1－6甲所示，选F的方向为正方向．

图6－1－6当前第44页\共有55页\编于星期五\7点由牛顿第二定律：F－μmg＝ma1①撤去F时的速度：v1＝a1t1②撤去F后受力情况如图乙所示由牛顿第二定律：－μmg＝ma2③物体开始碰墙时的速度为v2，则v2＝v1＋a2t2④当前第45页\共有55页\编于星期五\7点当前第46页\共有55页\编于星期五\7点【答案】

280N当前第47页\共有55页\编于星期五\7点变式训练据报道，一辆轿车高速强行超车时，与迎面驰来的另一辆轿车相撞．两车身因碰撞挤压，皆缩短了约0.5m，根据测算相撞时两车车速约为109km/h，试求碰撞过程中车内质量是60kg的人受到的平均冲击力约为多大？(运算过程及结果均保留两位有效数字)当前第48页\共有55页\编于星期五\7点当前第49页\共有55页\编于星期五\7点根据动量定理有Ft＝mv0解得F＝5.4×104N.答案：5.4×104N当前第50页\共有55页\编于星期五\7点(满分样板8分)高压采煤水枪出水口的截面积为S，水的射速为v，射到煤层上后，水速度为零，若水的密度为ρ，求水对煤层的冲力大小．应用动量定理处理流体问题例4当前第51页\共有55页\编于星期五\7点【思路点拨】我们取一小段时间内射到煤层上的水进行研究，这部分水在较短时间内速度变为零，煤一定对水产生力的作用.因此，可以由动量定理来求煤对水的平均作用力，再由牛顿第三定律就知道水对煤的作用力．当前第52页\共有55页\编于星期五\7点☞解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！设在Δt时间内射出的水的质量为Δm，则Δm＝ρSvΔt，以Δm为研究对象，它在Δt内动量变化为Δp＝Δm(0－v)＝－ρSv2Δt.(4分)设F为水对煤层的冲力，F′为煤层对当前第53页\共有55页\编于星期五\7点水的反冲力