动量和动量定理课件
分析:由牛顿第二定律知:F = m a
而加速度定义有: a v ' v
v ' v 联立可得: F m t
t
=⊿p/⊿t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。 变形可得: Ft mv ' mv 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
冲量(impulse)
1、定义:作用在物体上的力和作用时间 的乘积,叫做该力对这个物体的冲量I, 用公式表示为 I=Ft 2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是 牛·秒,符号是N· s 3、冲量是矢量:方向由力的方向决定,若 为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的 方向相同 4、冲量是过程量,反映了力对时间的积累 效应
思考与讨论
冲量
冲量与功有什么区别?
矢 量 标 量
I=Ft W= FS
N· S
力的时间积累 使动量发生变化
功
力的空间积累 N· m(J) 使动能发生变化
3.质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛 出,初速度为10m/s,不计空气阻力,g=10m/s2, 从抛出到落地过程中,重力的冲量是( C ) A、60N· s B、80N· s C、100N· s D、120N· s
动量定理解释生活现象
由Ft=ΔP可知: ①△P一定,t短则F大,t长则F小; ——缓冲装置 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。
科学漫步
1、汽车的碰撞试验 1)汽车的安全气囊的 保护作用 2)轿车前面的发 动机舱并不是越坚 质量为0.18kg的垒球, 以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反 向水平飞回,速度大小变为45m/s,设球棒与垒 球的作用时间 为0.01s。求球棒对垒球的平均作用
力。
P5,质量m=70 kg的撑竿跳高运动员从h=5.0 m高 处落到海绵垫上,经Δt1=1 s后停止,则该运动员 身体受到的平均冲力约为多少?如果是落到普通 沙坑中,经Δt2=0.1 s停下,则沙坑对运动员的平 均冲力约为多少?(g取10 m/s2)
动量定理的适用范围
1、动量定理不但适用于恒力,也适用于随时 间变化的变力,对于变力,动量定理中的F应 理解为变力在作用时间内的平均值;
2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的 问题,还可以解决曲线运动中的有关问题, 将较难的计算问题转化为较易的计算问题; 动量定理的优点:不考虑中间过程,只考 虑初末状态。
动量的变化p
1、某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量
p ' 跟初状态的动量p的矢量差,称为动量的变化 (或动量的增量),即
p = p' - p
2.(多选)下列关于动量的说法中,正确的是( ) CD A.动能不变,物体的动量一定不变 B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变 C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变 D.一个物体的运动状态发生变化,它的动量一定 改变 E.动量相同的两个物体,质量大的动能大
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知 道,动能的变化是由于力的位移积累即 力做功的结果,那么,动量的变化又是 什么原因引起的呢? 动量的变化与速度的变化有关, 而速度的变化是因为有加速度,而牛 顿第二定律告诉我们,加速度是由物 体所受的合外力产生的。
牛顿第二定律推导动量的变化
设置物理情景:质量为m的物体,在合力F的 作用下,经过一段时间t,速度由v 变为v’,如 是图所示:
注意:物体的动量,总是指物体在某一时刻的动 量,即具有瞬时性,故在计算时相应的速度应取 这一时刻的瞬时速度
课堂练习1
一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右 运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以 6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢 球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了 多少?
5.如图2所示为放在水平地面上的物体受到的合外 力随时间变化的关系,若物体开始时是静止的, 则前3 s内( BCD )
A.物体的位移为0 B.物体的动量改变量为0 C.物体的动能变化量为0 D.前3 s合力冲量为零,但重力冲量不为零
动量定理(theorem of momentum)
1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动 量变化,这就是动量定理。 2、表达式: Ft mv ' mv 或 I p
3、加深理解:
1)表明合外力的冲量是动量变化的原因; 2)动量定理是矢量式,合外力的冲量方 向与物体动量变化的方向相同: 合外力冲量的方向与合外力的方向或速 度变化量的方向一致,但与初动量方向可相 同,也可相反,甚至还可成角度。
4 . ( 动量定理的理解和应用 ) 质量为 60kg 的建筑工 人,不慎从高空跌下,幸好弹性安全带的保护使 他悬挂起来. 已知弹性安全带的缓冲时间是1.5 s, 安全带自然长度为5 m,g取10 m/s2,则安全带所 受的平均冲力的大小为( D ) A.500 N B.1 100 N C.600 N D.1 000 N
动量概念的由来
在上节课探究的问题中,发现碰撞的两个物体, 它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很可能是 保持不变的,这让人们认识到mv这个物理量具有 特别的意义,物理学中把它定义为物体的动量。
动量(momentum)
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的 动量p,用公式表示为 p=mv 2、单位:在国际单位制中,动量的单位是 千克·米/秒,符号是 kg·m/s ; 3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的 方向与该时刻速度的方向相同; 4、动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量; 5、动量是相对的,与参考系的选择有关。
讨论一下动量和动能的关系
1、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态
2、动量是矢量,动能是标量
2 1 p 3、定量关系 E K m v2 2 2m
p 2mEk
动量发生变化时,动能不一定发生变化, 动能发生变化时,动量一定发生变化 动能改变 速度大小改变方向不变 动量发 动能不变 速度大小不变方向改变 生变化 动能改变 速度大小和方向都改变