动量和动量定理 课件

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动量和动量定理   课件

命题视角 3 利用动量定理求解平均力 水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤
层.设水柱直径 d=30 cm,水速 v=50 m/s,假设水柱射在煤层 的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,求水柱对煤层的平均 冲击力.(水的密度 ρ=1.0×103 kg/m3)
[解析] 设在一小段时间 Δt 内,从水枪射 出的水的质量为 Δm,则 Δm=ρS·vΔt. 以 Δm 的水为研究对象,如图所示, 它在 Δt 时间内的动量变化量 Δp=Δm·(0-v)=-ρSv2Δt. 设 F 为水对煤层的平均作用力,即冲力,F′为煤层对水的反冲 力,以 v 的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力),
命题视角 3 对动能变化与动量变化关系的理解 (多选)下列说法中正确的是 ( )
A.动能变化的物体,动量一定变化 B.动能不变的物体,动量一定不变 C.动量变化的物体,动能一定变化 D.动量不变的物体,动能一定不变
[思路点拨] (1)动能的大小由质量和速度大小共同决定,与速度 方向无关;速度变化时,速度大小不一定变化,故动能不一定 变化. (2)动量由质量和速度共同决定;无论速度大小还是方向发生变 化,动量都会变化.
比.图为阻力 f 与时间 t 关系的图象,若钻头匀速钻进时第 1 s 内所受的阻力的冲量为 100 N·s,求 5 s 内阻力的冲量的大小.
[解析] 设钻头进入建筑物的深度为 x,则钻头受到的阻力为 f=kx,k 为比例系数. 钻头匀速钻进,深度为 x=vt 所以 f=kvt 在时间 t 内阻力的冲量可通过题图所示的 f-t 图象的面积来求 解 I=12f·t=12kvt2 即 I∝t2,因第 1 s 内的冲量为 100 N·s, 所以 t=5 s 时,I5=2 500 N·s. [答案] 2 500 N·s

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I合 mv ' mv
4.质量1kg的铁球从沙坑上方由静止释放,下落1s 落到沙子表面上,又经过0.2s,铁球在沙子内静 止不动。假定沙子对铁球的阻力大小恒定不变, 求铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力。 (g=10m/s2)
60N
动量与动能有什么区别?
动量 p=mv
矢 kg·m/s
若速度变化,
由加速度定义,得:
a v ' v
t
F m v ' v 联立可得:
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
力与力的作用时间的乘积 叫力的冲量(I=Ft)
二、动量定理
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。
Ft 2、m表v '达 式m:v
1.竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从 粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小 心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理 由。
三、动量定理的定性应用
2.有一种杂技表演,一个人躺在地上,上面压一个质 量较大的石板。另一个人手持大锤狠狠地打到石板 上。问躺着的人是否会有危险?为什么?
用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块,大石块 受到很大的打击力而破裂, 但是,根据动量定理得 Ft mv1 mv0
一、动量
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体的 2、动单量位p,:用千公克式·米表/秒示,为符号p=是mv kg·m/s ; 3、矢量性:动量的方向与该时刻速度的方向相同;
4、状态量:动量与“时刻”对应 5、相对性:与参考系的选择有关。 6、动量变化量p(动量变化、动量增量):
p = p' - p (矢量差)

课件6:1.1-1.2 动量 动量定理

课件6:1.1-1.2 动量 动量定理
第一章 动量守恒定律
1
动量
2 动量定理
新课导入
思考:质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。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?
课堂探究
一、寻求碰撞中的不变量
演 示:质量不同小球的碰撞
将上面实验中的A球换成大小相同的C
球,使C球质量大于B球质量,用手拉
起C球至某一高度后放开,撞击静止的
透过现象看本质——探究物理规律
p 一定, t 越长, 则F越小.
p 一定, t 越短, 则F越大.
课堂探究
动量定理解释生活现象
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一块大石头,他们会用头去顶吗?
课堂探究
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
但是质量与速度的乘积之和却基本不变。
典例精析
例1. (多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可
导致实验误差偏大( AB )
A.导轨安放不水平
B.小车上挡光板倾斜
C.两小车质量不相等
D.两小车碰后连在一起
课堂探究
二、动量
1.动量
(1)定义:物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量(momentum),
2 0.519 0.718
0.656
0.265
0.340
0.329
0.112
0.036
3 0.718 0.519
0.572
0.321
0.411
0.397
0.117
0.064
说明:m1, 是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v是运动小车碰撞前的速度,

动量和动量定理课件

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2.动量定理的应用 (1)定性解释有关现象: ①物体的动量变化量一定时,此时力的作用时间越短,力 就越大;力的作用时间越长,力就越小。如:冲床冲压工件时, 缩短力的作用时间,产生很大的作用力,而在轮渡码头上装有 橡皮轮胎,搬运玻璃等易碎物品时,包装箱内放些碎纸、刨花、 塑料等,都是为了延长作用时间,减小作用力。
(3)动量定理的应用: 碰撞时可产生冲击力,根据动量定理,在动量变化量 相同的情况下要增大这种冲击力就要设法 减少冲击力的作 用时间。要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设 法延长其作用时间。 [关键一点] 同一物体与不同接触面碰撞时,要分析 它们的作用力大小,必须在物体的动量变化量相同的条件 下考虑作用时间。
[名师点睛] (1)应用动量定理解题时,一定要对物体进行受力分析, 明确各个力和合力是正确应动量定理的前提。 (2)列方程时一定要先选定正方向,严格使用矢量式。 (3)变力的冲量一般通过求动量的变化量来求解。
[名师点睛] (1)冲量是矢量,求冲量的大小时一定要注意是力与 其对应的时间的乘积。 (2)冲量的计算公式I=Ft适用于计算某个恒力的冲量。 若力为同一方向上均匀变化的力,该力的冲量可以用平均 力计算,若力为一般的变力则不能直接计算冲量。
1.对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合外力的冲量与动量的变化量之间的 因果关系,即合外力的冲量是原因,物体动量的变化量是结果。 (2)由动量定理可以得出 F=pt′ ′- -tp,它说明动量的变化率 决定于物体所受的合外力。
2.冲量的计算 (1)某个力的冲量:仅由该力的大小和作用时间共同决定, 与其他力是否存在及物体的运动状态无关,例如,一个物体 受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态,其中每一个 力的冲量均不为零。 (2)求合冲量: ①如果是一维情形,可以化为代数和,如果不在一条直 线上,求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出。 ②两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量 的矢量和,I合=F1Δt1+F2Δt2+F3Δt3+…;如果各力的作用 时间相同,也可以先求合力,再用I合=F合Δt求解。 (3)变力的冲量可用动量定理求解。

动量和动量定理(共19张PPT)

动量和动量定理(共19张PPT)
解为变力在作用时间内的平均值。
②优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。 (与动能定理类似)
动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同,但有时 应用起来更方便。
例 4 一个质量 m = 0.18 kg 的垒球,以ʋ0 = 25 m/s 的水平速 度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小变 为 ʋ = 45 m/s。设球棒与垒球的作用时间 t = 0.01 s,求球棒对 垒球的平均作用力。
瓷 器 包 装
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
水 果 套 袋
瓦片受力大且时间短,所以破碎,蛋 受力也大,但是时间长,所以全。
做一做
动量与能量之间具有密切的关系,这种关系在粒子 的研究中更显得重要。
某实物粒于在速度不大大时的动能可以用它的速度 表示,E=½ mv2,请你导出用动量P表示动能的公式。同 样,请你导出用动能E表示动量的公式。
分析:球棒对全球的作用力是变力,力的作 用时间很短。在这个短时间内,力先是急剧 地増大,然后又急剧地减小为0。在冲击、碰 撞这类问题中,相互作用的时间很短,力的 变化都具有这个特点。
Ft=ΔP
mv'-mv=F(t'-t)
启示:要使物体的动量发生一定的变化,可以用较 大的力作用较短的时间,也可以用较小的力作用较 长的时间。
物体做平抛运动
动量方向时刻改变,大小随时间推移而增大
物体做匀速圆周运动
动量方向时刻改变,大小不变
例1: 一个质量m= 0.1 kg 的钢球,以ʋ = 6 m/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ʋ'= 6 m/s 的速度水平向左运动,如 图所示。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?
③带入公式P'-P=I 而I=F(t'-t)

动量动量定理课件

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实验结论
实验结果表明,一个物体所受合外力的冲量等于物体 动量的变化量,验证了动量定理的正确性。通过实验, 学生可以更加深入地理解动量定理,掌握其应用方法, 提高物理实验能力和科学素养。
06
动量定理的扩展与深化
动量定理的推广
推广到多维空间
动量定理不仅适用于一维空间,还可以推广 到多维空间,描述物体在任意方向上的动量 变化。
2. 在滑块上加砝码,使滑块具有一定质量。
实验器材与步骤
3. 用橡皮筋拉动滑块 加速,使滑块受到合 外力的作用。
5. 记录实验数据并分 析。
4. 测量滑块加速过程 中的合外力和作用时 间。
实验结果与结论
实验结果
通过实验测量和计算,得到合外力、作用时间和动量 变化量的数值关系,验证了动量定理的正确性。
动量的计算
总结词
动量的计算公式是 $p = mv$。
详细描述
动量的计算公式是 $p = mv$,其中 $m$ 是物体的质量,$v$ 是物体的速度。 这个公式适用于任何惯性参考系中的质点。
动量的单位
总结词
在国际单位制中,动量的单位是千克· 米/秒(kg·m/s)。
详细描述
根据国际单位制的规定,动量的单位 是千克·米/秒(kg·m/s)。这个单位 是由质量单位千克(kg)和速度单位 米/秒(m/s)相乘得来的。
定义
物体的质量m、速度v和动量p之间的关系为 p=mv。
推导过程
根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于 其质量与加速度的乘积,即F=ma。对时间 进行积分,得到冲量I=∫Fdt。根据定义, 动量的变化量等于冲量,即Δp=I。将F=ma 代入积分式,得到Δp=∫ma dt=m∫adt=mat=mv2-v1。

课件4:1.1-1.2 动量 动量定理


恒定合力 F 作用下,经过一段时间 t,速度变为 v2,则:
物体的加速度 a=v2-t v1
由牛顿第二定律:F=ma
∴F=mv2t-v1
即 Ft=mv2-mv1
(2)动量定理的要点分析 ①动量定理的表达式是一个矢量式,应用动量定理时需要规 定正方向. ②动量定理公式中 F 是研究对象所受的包括重力在内的所 有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力.当合外力为变力 时,F 应该是合外力在作用时间内的平均值. ③动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系 统.
(1)求物块与地面间的动摩擦因数 μ; (2)若碰撞时间为 0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用 力的大小 F; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W.
解析 (1)由动能定理,有-μmgs=12mv2-12mv20 可得 μ=0.32 (2)由动量定理有 FΔt=mv′-mv 可得 F=130 N (3)W=12mv′2=9 J [答案] (1)0.32 (2)130 N (3)9 J
第一章 动量守恒定律
1.动量 2.动量定理
学习目标: 1.理解动量、动量的变化、冲量的概念,知道三者均为矢量. 2.理解动量定理,熟练应用动量定理解决物理问题.
生活中的各种碰撞现象
撞车
钉 钉 子
打 网 球
知识梳理
[知识识记] 1.动量:p=mv (1)动量的定义:物理学中,把 物体的质量和运动速度 的乘 积,叫做物体的动量. (2)动量的性质:①矢量性:动量是矢量,其方向与 速度的方向 相同. ②状态量:物体的速度与时刻相对应,动量是 状态 量. ③相对量:速度是一个相对量,所以动量也是相对量,通常 选择 地面或相对地面静止的物体 为参考系.

动量和动量定理 课件

A、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.
B、动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力,也适用于 随时间变化的变力,对于变力情况,
动量定理中的F应理解为变力在作用时
间内的平均值.
ห้องสมุดไป่ตู้
4、定性讨论动量定理的 应用
在动量变化一定 的情况下,如果 需要增大作用力, 必须缩短作用时 间.如果需要减 小作用力,必须 延长作用时间------缓冲作用.
用动量概念表示牛顿第二定律
一、用动量概念表示牛顿第二定律
假设物体m受到恒力 F的作用,做匀变速直线 运动。在时刻t物体的初 速度为v,在时刻t´的末 速度为v´
F
牛顿第二定律的另一种表达方式:
F=P/t
表示:物体动量的变化率等于它 所受到的力
二、动量定理
1、冲量:力与力的作用时间的乘积 表达式:I=Ft 单位:N.s 物理意义:反映了力的作用对时间的 积累效应 方向:冲量是矢量,恒力的冲量与力 的方向相同
例一、放在水平面上质量为m的物体, 用一水平力F推它t秒,但物体始终没 有移动,则这段时间内F对物体的冲量 为( )
A、0
B、Ft
C、mgt
D、不能确定
F
2、动量定理
内容:物体在一个过程始末的动量变 化量等于它在这个过程中所受合外力 的冲量.
表达式:
P´-P=I
mv´-mv=F(t´-t)
3、对动量定理的理解
G F
小结:
• 动量定理:合外力的冲量等于物 体的动量变化.
• 动量定理在生产生活中有广泛的 应用.
包装用的泡沫材料
例三、如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平 力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动;若迅速拉 动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这种现象 的正确说法是( )

16.1动量和动量定理(课件)

16.1动量和动量定理一、动量1.定义运动物体的__质量__和它的__速度__的乘积叫做物体的动量。

2.表达式p=__mv__。

3.单位__千克米每秒__,符号__kg·m·s-1__。

4.方向动量是矢量,它的方向与__速度的__方向相同。

二、动量的变化量1.动量的变化因为p=mv是矢量,只要m的大小,v的大小和v的方向三者中任何一个发生了__变化__,动量p就发生变化。

2.动量的变化量(1)定义:物体在某段时间内__末动量__与__初动量__的矢量差(也是矢量),Δp=__p′-p__。

(2)Δp=p′-p,此式为矢量式,若p′、p不在同一直线上时,要用__平行四边形__定则(或矢量三角形定则)求矢量差,若在同一直线上,先规定正方向,再用正、负表示p、p′,可用Δp=p′-p =__mv-mv0__进行代数运算求解。

三、冲量1.定义__力__与__力的作用时间__的乘积叫力的冲量。

2.表达式I=__F·t__3.方向冲量是矢量,冲量的方向与__力的__方向一致,冲量的方向跟__动量变化__的方向一致。

4.冲量的单位在国际单位制中是“__牛顿·秒__”,符号“__N·s__”四、动量定理1.内容物体在一个过程始末动量的__变化量__等于它在这个过程中__所受力__的冲量。

2.表达式__mv ′-mv =F (t ′-t )__或__p ′-p =I __3.动量定理的应用碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法__减少__冲击力的作用时间。

要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设法__延长__其作用时间。

『判一判』(1)动量大的物体惯性一定大。

(×)(2)物体的动量相同,其动能一定也相同。

(×)(3)做直线运动的物体速度增大时,动量的变化量Δp 的方向与运动方向相同。

(√)(4)冲量是矢量,其方向与恒力的方向相同。

(√)(5)力越大,力对物体的冲量越大。

动量和动量定理 课件


二、冲量 1.定义:力与力的作用时间的乘积。 2.公式:I= F(t′-t) 。 3.单位: 牛·秒,符号是 N·s 。 4.矢量性:方向与力的方向相同。 5.物理意义:反映力的作用对时间的积累效应。 三、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 个过程中所受力的冲量。
2.表达式:mv′-mv=F(t′-t)或 p′-p= I 。
对动量、冲量的理解
1.动量的性质 (1)瞬时性:通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一 位置的动量,动量的大小可用 p=mv 表示。 (2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。 (3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体 的动量也与参考系的选取有关。
2.冲量的性质 (1)过程量:冲量描述的是力的作用对时间的积累效应,取 决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是 哪一个力在哪一段时间内的冲量。 (2)矢量性:冲量的方向与力的方向相同,与相应时间内物 体动量变化量的方向相同。 3.动量的变化量:是矢量,其表达式 Δp=p2-p1 为矢量式, 运算遵循平行四边形定则,当 p2、p1 在同一条直线上时,可规 定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
[典例] 羽毛球是速度最快的球类运动之一,运动员扣杀羽 毛球的速度可达到 342 km/h,假设球飞来的速度为 90 km/h,运 动员将球以 342 km/h 的速度反向击回。设羽毛球质量为 5 g,击 球过程只用了 0.05 s。试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量。 (2)运动员击球过程中羽毛球所受重力的冲量、羽毛球的动 能变化量各是多少? [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点: (1)求动量变化时要选取正方向,同时注意球的初速度与 末速度的方向关系。 (2)动能是标量,动能的变化量等于球的末动能与初动能 的大小之差。
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△p=0
△p1= -△p2(两物系统)
定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后 用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算。
4、动量守恒定律成立条件
在满足下列条件之一时,系统的动量守恒: (1)不受外力或受外力矢量和为零,系统的总动 量守恒 (2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统 的总动量守恒(碰撞、爆炸) (3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2), 则在该方向上系统的总动量守恒
体上的力,称为外力。
注意:内力和外力的区分依赖于系统的选取,只 有在确定了系统后,才能确定内力和外力。
2、动量守恒定律的推导
N1 N2
对m1和m2分别用动
量定理有:
F1
F2
对m1: F1 t=m1v1′-m1v1
对m2: F2 t=m2v2′-m2v2
由牛顿第三定律知: F1t = - F2t
G1 G2
着相反的方向飞去,假如这样,炸裂后的总动量将与炸
裂前的总动量方向相反,动量就不守恒了。
5、动量守恒定律适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最 普遍的规律之一。大到星球的宏观系 统,小到基本粒子的微观系统,无论 系统内各物体之间相互作用是什么力, 只要满足上述条件,动量守恒定律都 是适用的。
6、应用动量守恒定律解题的一般步骤
代入整理有:m1v1 m2v2 m1v1 m2v2
p pBiblioteka 3、动量守恒定律(1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外 力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变, 这个结论叫做动量守恒定律。
(2)数学表达式: p = p′
对由两个物体组成的系统有:
m1v1 + m2v2 = m1v′ 1 + m2v′2
系统动量是否守恒为什么只强调“不 受外力”或“所受外力之和为零”,而不 管内力的变化情况呢?
结论:
内力不能引起系统动量的变化,系统动 量的变化是由外力引起的;内力只能引起系 统内动量的转移。
在连续的敲打下,平板车会怎 样运动呢?
【例题一】在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg 的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上 一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后结 合在一起继续运动,求货车碰撞后运动的速度。
思考与讨论
假如你置身于一望无际的冰面上, 冰面绝对光滑,你能想到脱身的 办法吗?
思考与讨论
两个人的速度之间 有怎样的关系呢?
在连续的敲打 下,平板车会怎样 运动呢?
1、系统 内力和外力
(1)系统:存在相互作用的两个(或多个)物体所组 成的整体,称为系统。系统可按解决问题的需要灵活 选取。
(2)内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力。 (3)外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物
(1)选取研究对象(系统),确定物理过程,即 选定在物理过程中满足动量守恒的系统
(2)选取正方向(或建立坐标系)和参考系(一 般以地面为参考系)
(3)根据动量守恒定律列方程 (4)统一单位,代入数据,求解得结果
爆炸类问题
v2

mv m1 v1 m m1
若沿炸裂前速度v的方向建立坐标轴,v为正值,v1与 v的方向相反,v1为负值。此外,一定有m-m1>0。于是, 由上式可知,v2应为正值。这表示质量为(m-m1)的那部 分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。
炸裂的一部分沿着相反的方向飞去,另一部分不会也沿
解:规定碰撞前货车的运动方向为正方向,有 v动1=量2m为/s:。设两车的共同速度为v。两车碰撞前的
p m1v1
碰撞后的动量: p' (m1 m2 )v
由动量守恒定律 p=p': m1v1 (m1 m2 )v
v m1v1 0.9m / s m1 m2
【例题二】.一枚在空中飞行的导弹,质量为m,在某 点的速度为v,方向水平。导弹在该点突然炸裂成两块 (如图),其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去, 速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
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