内容正文:
1.1-1.2 动量和动量定理
选择性必修一 动量守恒定律
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,v′ 是碰撞后两辆小车的共同速度。
问题:碰撞前后总动能是否不变?
m1 m2 v v'
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
Ek1 Ek2
0.102 0.049
0.112 0.043
0.117 0.064
碰撞后的动能小于碰撞前的动能,机械能损失。
碰撞前后,速度和质量乘积有什么规律呢?
碰撞前后的动能
m1 m2 v v'
1 0.519 0.519 0.628 0.307
2 0.519 0.718 0.656 0.265
3 0.718 0.519 0.572 0.321
m1v (m1+m2)v'
0.326 0.319
0.340 0.328
0.411 0.397
碰撞前后,质量与速度的乘积基本相等。
因此,质量和速度的乘积有特殊意义。
质量与速度的成绩
动量:质量和速度乘积mv定义为物体的动量。
表达式:p=mv
单位:kg。
标矢性:矢量。动量的方向就是速度的方向。
一、动量
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)动量相同的物体,运动方向一定相同.( )
(2)一个物体(质量不变)的动量改变,它的动能一定改变.( )
(3)一个物体(质量不变)的动能改变,它的动量一定改变.( )
(4)冲量是矢量,其方向与力的方向相同.( )
(5)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内受到的合外力一定不为零.( )
(6)物体受到的合力的冲量越大,它的动量变化量一定越大.( )
√
×
√
√
√
√
答案
一个质量为 0.1 kg 的钢球,以 6 m/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 6 m/s 的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少?
法一:如果物体沿直线运动,在选定坐标轴的方向之后,动量的运算就可以简化成代数运算。
一个质量为 0.1 kg 的钢球,以 6 m/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 6 m/s 的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少?
法二:动量的变化量为p1末端指向p2末端有向线段。
p
p '
Δp
8
一个质量为 0.1 kg 的钢球,以 6 m/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 6 m/s 的速度水平向左运动。动能变化了多少?
动量是矢量,遵循矢量和(差)。
动能是标量,遵循代数和(差)。
9
质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度为v,这段时间内动量的变化量为多少大小可能正确的是( )
A.m(v-v0) B.mgt C.m D.
BCD
动量定理
情景
有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎,主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。这是为什么呢?
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动量定理推导
一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢?
F反映了力对时间的累积效应,有着重要的意义。
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冲量:物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。
关系式:I=F∆t
单位:Ns
标矢性:冲量是矢量,冲量的方向就是力的方向。
冲量的意义:力对时间的积累。
(功Fx的意义:力对空间的积累)
冲量
质量为m物体沿着倾角为,动摩擦因素为的斜面下滑,经过时间t,求:
重力的冲量,支持力的冲量,摩擦力的冲量,合力的冲量。
质量为m的物体以初速度v竖直向上抛出,经时间t,达到最高点,速度变为0,以竖直向上为正方向,重力加速度为g,在这个过程中,物体的动量变化量是 ,重力的冲量是 .
-mgt
-mv
答案
动量定理:
物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
=
动量定理的理解:
1、当物体受多个力时,I 为合力的冲量。
2、合外力是恒力时I =Ft;合外力为变力时,I为F与t轴围成的面积。
3、矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向。
动量定理
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动量定理在生活中运用
通过增加作用时间,减小物体间的作用力。
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用 0.5 kg 的铁锤钉钉子,打击前铁锤的速度为 4 m/s。打击后铁锤的速度变为 0,设打击时间为 0.01s。
(1)不计铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(3)你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时,在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。
1.(对动量、冲量的理解