1.2 动量 动量守恒定律 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

粤教版 高中物理选修3-5 第一章 一、动量 4、特征： （1）状态量：反映了由两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性 （2）矢量性：动量的方向与速度方向一致 （3）相对性：动量的值是针对某个参照系而言的 1、定义：物体的质量m与速度v的乘积Mv。 2、公式： 3、单位：千克•米/秒（kg·m/s） P=mv 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 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 3.定量关系 动量发生变化 速度大小改变方向不变 速度大小不变方向改变 速度大小和方向都改变 动能改变 动能改变 动能不变 动量变化△P 1）定义：若运动物体在某一过程的始、末动量 分别为P和P＇。则称： △P=P＇－P为物体在该过程中的动量变化 2）运算：平行四边形定则等 例：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，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有没有变化？变化了多少？ 取碰撞后返回的方向为正方向，根据△P=P2-P1得 △P=P2-P1=mv2-mv1 =0.1×6-0.1×（-6）kg•m/s=1.2kg•m/s v v’ 二、冲量 (2)矢量性：如果力的方向恒定，则冲量的方向与力的方向一致 4、特征： (1)过程量：冲量是描述力在时间上的积累效果 1、定义：作用力F和作用时间t的乘积Ft 2、公式： 3、单位： I=Ft N·s 一个质量为m的物体静止在光滑的水平面上，在力水平恒力F 的作用下开始运动，经过时间t 将获得多大的速度? 由牛顿第二定律知：F = m a 而加速度： v0=0 F F v =v t v =v0 ——— F 作用了时间 t — 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这个物理量决定的。(Ft=mv-mv0) 由 Ft=mv，可得，一个原来静止的物体（m 一定），要使它获得某一速度，你可采用哪些方法 答：①可以F大t短； ②可以F小t长 . 三、动量定理 1、主要内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。 2、公式： 3、动量定理表达的含义有以下几方面： 　　（1） 物体动量变化的大小和它所受合外力冲量的大小相等。 　　（2） 物体所受合外力冲量的方向和物体动量变化的方向相同。 　　（3） 冲量是物体动量变化的原因。 2、应用动量定理时，应特别注意Ft为矢量， 是矢量差，而且F是合外力． 1、动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出，故它是牛顿第二定律的另一种形式，但是两者仍有很大区别： （1）牛顿第二定律是一个瞬时关系式，它反映某瞬时物体所受合外力与加速度之间关系（仅当合外力为恒定不变时，a为恒量，整个过程与某瞬时是一致的）； （2）而动量定理是研究物体在合外力持续作用下，在一段时间里的累积效应，在这段时间内，物体的动量获得增加． 【注意】 动量定理的适用范围： 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应理解为变力在时间内的平均值。(解决瞬时问题时用动量定理) 应用举例： 用动量定理解释现象可分为下列三中情况： 1、△p一定，t短则F大，t长则F小 2、F一定，t短则△p小，t长则△p大 3、t一定，F短则△p小，F长则△p大 例、钉钉子时为什么要用铁锤而不用橡皮锤，而铺地砖时却用橡皮锤而不用铁锤？ 解析：钉钉子时用铁锤是因为铁锤形变很小，铁锤和钉子之间的相互作用时间很短，对于动量变化一定的铁锤，受到钉子的作用力很大，根据牛顿第三定律，铁锤对钉子的作用力也很大，所以能把钉子钉进去．橡皮锤形变较大，它和钉子之间的作用时间较长，同理可知橡皮锤对钉子的作用力较小，不容易把钉子钉进去．但在铺地砖时，需要较小的作用力，否则容易把地砖敲碎，因此铺地砖时用橡皮锤，不用铁锤． 点拨：根据动量定理，利用对作用时间的调整来控制作用力的大小． 两杯子掉地上，但一碎，一不碎，为什么结果不一样？ 相同的杯子分别从相同的高度落下,摔在水泥地上立即碎了,摔在松软的沙土地上完好无损。这是因为两个杯子的动量变化相等。摔在水泥地上的与地撞的时间短，杯子受力大，所以碎了。摔在沙土地上的与地撞的时间长，杯子受力小，所以没碎。 应用动量定理解题的步骤： 1、确定研究对象。 2、进行受力分析，确定全部外力及作用时间。 3、找出物体的初末状态并确定相应的动量。 4、选正方向并给每个力的冲量和初末状态动 量带上正负号，以表示和正方向同向或