动量和动量定理课件高二上学期物理人教版选择性

第一章动量守恒定律学习目标：(1)了解生产生活中的各种碰撞现象。(2)经历寻求碰撞中不变量的过程,体会探究过程中猜想、推理和证据的重要性。(3)知道动量概念及其单位,会计算动量的变化量(4)认识动量是描述物体运动状态的物理量,深化运动与相互作用的观念。在极短的时间内，相互作用的两个物体，运动状态都发生了变化，它们都遵从什么规律呢？问题：用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。可以看到，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢？质量不同小球的碰撞碰撞后，A球的速度大小不变地“传给”了B球。这意味着，碰撞前后，两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？从实验可以看出，质量大的球与质量小的球碰撞后，小球得到的速度比大球碰撞前的速度大，两球碰撞前后的速度之和并不相等。两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。那么，对于所有的碰撞，碰撞前后到底什么量会是不变的呢？实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量

使用天平测量出两小车的质量，并利用光电门传感器测量出两小车的碰撞前、后的速度，将实验数据记录如下。实验：探究碰撞中的不变量碰撞前碰撞后质量m1m2m1m20.250.250.250.25速度v1v2v1’v2’0.440.000.000.44mvm1v1+m2v2m1v1’+m2v2’0.110.11

mv

0.050.05v/m1.761.76

实验一：在两小车碰撞接触面处加装轻弹簧，使两小车碰撞后可以完全弹开。

实验数据分析：碰撞前、后两小车的三个物理量均未发生改变。2实验：探究碰撞中的不变量实验数据分析碰撞前后两小车“mv”

、“mv”

、“v/m”三个物理量均未发生变化。2碰撞前碰撞后质量m1m2m1m20.450.250.450.25速度v1v2v1’v2’0.320.000.200.20mvm1v1+m2v2m1v1’+m2v2’0.140.14

mv

0.050.03v/m0.711.24

实验二：在两小车碰撞接触面处加粘扣，使两辆小车碰后粘在一起。

实验数据分析：碰撞前、后两小车的“mv”

物理量，未发生变化；而其余两个物理量发生较大改变。2实验：探究碰撞中的不变量实验数据分析碰撞前后两小车“mv”

、“mv”

、“v/m”三个物理量均未发生变化。2碰撞前碰撞后质量m1m2m1m20.250.250.250.25速度v1v2v1’v2’0.58-0.38-0.150.38mvm1v1+m2v2m1v1’+m2v2’0.050.05

mv

0.120.04v/m0.800.92

实验三：保持两小车碰撞接触面原状，在自然状态下进行该碰撞试验。

实验数据分析：改变实验参数进行验证，在误差范围内，碰撞前、后两小车的“mv”

物理量仍未发生变化。2

实验结论对于发生碰撞的两个物体来说，他们的“mv”的矢量和在碰撞前后很可能是保持不变的，对于各种形式的碰撞都是这样的。

实验：探究碰撞中的不变量第一节动量一、动量1.定义：物体的质量和速度的乘积称为动量2.公式：3.单位：kg·m/s4.矢量性：矢量，方向与瞬时速度方向相同5.状态量6.动量的变化：（矢量运算）例：一个质量为的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，试分析碰撞前、后钢球动量变化了多少？一、动量解：取水平向右为正方向注：动量变化量是矢量，求得的负值表示其方向与所设正方向相反一、动量p=mv=0.6(kgm/s)p’=mv’=-0.6(kgm/s)Δp=p’-p=-1.2(kgm/s)DV=25m/sV′=45m/s规定正方向Δp=Pʹ-P=[(-9)-5]=-14动量与能量有着密切的关系，试着推导出用动量p表示动能Ek的公式，和用动能Ek表示动量p的公式若速度变化,Ek不一定变化kg·m2/s2

（J）标量Ek=mv2/2动能若速度变化,则p一定变化kg·m/s矢量p=mv动量二、动量与动能区别和联系动量与动能关系：（1）由于动量是矢量，动能是标量，物体的动量变化时,动能不一定变化；物体的动能变化时,其动量一定变化。（2）大小关系第二节动量定理学习目标：(1)能在恒力情况下进行理论推导,得出动量定理及其表达式。(2)知道冲量概念,知道动量定理及其表达式的物理意义(3)知道动量定理适用于变力情况,领会求解变力冲量时的极限思想(4)会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题动量定理假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F

的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间∆t后速度变为v′FFv'v物体在恒力作用下

做匀变速直线运动定义：物体受到的力与力的作用时间的乘积，叫做力的冲量。公式：I=Ft

(2)冲量是矢量，其方向与力的方向相同。(3)冲量是过程量，是力对时间的积累效果。(1)I=Ft

只能求恒力的冲量。一.冲量I

3.单位：牛·秒，符号是

N·s4.对冲量的理解(4)冲量的计算要明确求哪个力在哪段时间内的冲量，还是物体的合外力的

冲量。例1.平抛一质量m=2kg的物体，经t=5s，求重力的冲量。I=mgt=100N·s例2.一质量m=2kg的物体处于静止，经t=5s，求（1）重力的冲量，（2）支持力的冲量，（3）合外力的冲量。合力的冲量计算（1）先算出各个力的冲量后，再求各冲量矢量和，（2）先算合力再用I

合=F合·Δt，求合力的冲量。（各个力的作用时间相同）方向竖直向下mgN冲量的大小与物体的运动状态无关Gv0IG=mgt=100N·s方向竖直向下IN=Nt=100N·s方向竖直向上I合=0例3、如图所示质量为m的物块沿倾角为θ的斜面由底端向上滑去，经过时间t1速度为零后下滑，又经过时间t2回到斜面底端，在整个运动过程中，重力对物块的总冲量为(

)A．0B．mgsinθ(t1＋t2)C．mgsinθ(t1－t2)D．mg(t1＋t2)某个力在一段时间内,做的功可以为零,但冲量一定不为零。例4.质量为m=2kg的物体，自倾角为

=370的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长度为s=12m,g=10m/s2,物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求:(1)重力做的功和重力的冲量(2)支持力做的功和支持力的冲量(3)合力做的功和合力的冲量θGNW

G=mgssin

=144JIG=mgt=方向竖直向下(2)

W

N=

0IN=Nt=32

N·s方向垂直斜面向上(3)W合=144JI合=

mgsin

t

=

方向沿斜面向下a=gsin

=6m/s2

s=at2/2t=2s

同学们觉得冲量和功有哪些不同的地方呢？请试着总结一下冲量功区别公式标、矢量意义正负作用效果单位冲量与功的比较某个力对物体有冲量,力对物体不一定做功；某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量。N·SI=FtW=Fxcosθ矢量标量N·m（J）力对时间的积累,对应一段时间在F-t图像中可以用面积表示力对位移的积累,

对应一段位移在F-x图像中可以用面积表示正负表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功改变物体的动量改变物体的动能FtOFtxFOFx二、动量定理FFv'v说明：①力越大、作用时间越长，物体的动量变化的越多②物体的动量变化率等于物体的合外力二、动量定理（1）内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这一过程所受

力的冲量。（2）公式：（3）说明：

①公式中的I指的是合力的冲量

②合外力的冲量是引起物体动量变化的原因

③公式体现了二者的大小关系和方向关系④此公式也适用于变力的冲量。tFO△t二、动量定理我们可以把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受的力没有很大的变化,可以将其视为恒力。把他应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动量定理。例题：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力是多大？问题分析：（1）确定研究对象：垒球

（2）受力分析：球棒对垒球的作用力和重力。（3）选取正方向：选取垒球水平飞向球棒时的方向为正方向

（4）明确初末状态：初态为垒球被球棒击打前，末态为垒球被击打后解：选取垒球水平飞向球棒时的方向为正方向垒球被击打前的初动量:

p=mvp=4.5kgm/s垒球被击打前的末动量:根据动量定理，得：三、动量定理的应用想一想在我们上体育课练习跳高的时候，

为什么地上要垫上垫子呢？①△P一定，t短则F大，t长则F小；由Ft=ΔP可知：②t一定，F大则△P大，F小则△P小；③F一定，t长则△P大，t短则△P小。——缓冲装置三、动量定理的应用1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是铅球，他们能用头去顶吗？思考与讨论2、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？3、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？思考与讨论

报道1、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，十七人丧生。

报道2、1980年，一架英国的“鸽式”战斗机在威尔士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生……

问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？思考与讨论已知鸟的质量为1kg，碰撞时间为3毫秒，飞机的速度为600m/s，鸟的速度忽略不计。试求鸟对飞机的撞击所产生弹力大小。

在我们的天空中飘浮着很多的太空垃圾，如火箭的碎片，卫星的残骸等等，这些人类文明的产物也在威胁着人类，所以我们进入太空时面临的问题之一就是如何治理宇宙空间的这些垃圾。

例题讲练注意正方向的选取这道题，能给你带来怎样的思考呢？动量定理的应用

同学们觉得动量定理和动能定理他们有什么相似的的地方？又有什么不同的地方呢？请试着总结一下

本节小结1、动量（p=mv）——碰撞中的守恒量2、冲量（I=Ft）——引起动量变化的原因3、动量定理——动量和冲量的关系

课堂练习

（多）下列现象可能发生的是（）A．物体所受到的合外力很大，但物体的动量变化很小B．物体所受到的冲量不为零，但物体的动量大小却不变C．物体所受到的冲量很大，但动量变化很小D．物体只受到一个恒力的作用，但物体的动量却始终不变

课堂练习