内容正文:
新人教版 选择性必修一
第一章 动量守恒定律
第1节 动量
第2节 动量定理
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碰撞
碰撞:物体之间在极短时间内的相互作用。
思考:1. 碰撞前后会不会有什么物理量保持不变?
2. 如果有,这个量会是什么?
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如图,两辆小车都放在滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。下表中的数据是某次实验时采集的。其中,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。
实验探究:
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【结论】从实验的数据可以看出,此实验中两辆小车碰撞前后,动能之和并不相等,但是质量与速度的乘积之和却基本不变。
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1. 定义:在物理学中,把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p,公式:
2. 单位:千克•米每秒,符号: kg•m/s
p = mʋ
3. 对动量的理解
(2) 瞬时性:是状态量,与某一时刻相对应。速度取瞬时速度
(1) 矢量性:方向由速度方向决定,与该时刻的速度方向相同
(3) 相对性:一般以地球为参考系。速度v为物体的对地速度
规定正方向!!!
一.动量
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动量的变化等于末状态动量减初状态的动量,其方向与Δʋ的方向相同:(在同一直线上,采用代数运算)
4. 动量的变化( Δ p)
(1)定义:在某个过程中,物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化。
(2)表达式:
P
P′
ΔP
P
P′
ΔP
P′
P
ΔP
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规定正方向
P
P′
ΔP
例1:一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一块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,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?方向如何?
解:取水平向右为正方向,
碰撞前:
p1 = mv1 =0.1×6kg·m/s =0.6kg·m/s.
碰撞后:
p2= mv2 = 0.1×6kg·m/s= 0.6kg·m/s
p =p2p=0.6kg·m/s0.6kg·m/s=1.2kg·m/s,
动量变化的方向向左.
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若速度变化,
ΔEk可能为零
J
标量
Ek= mv2/2
动能
若速度变化,
则Δp一定不为零
kg·m/s
矢量
p=mv
动量
动量与动能有什么区别?
动量与动能间量值关系:
思考与讨论
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AC
判断:
1.物体的动能发生变化,其动量一定发生变化。( )
2.物体的动量发生变化,其动能一定发生变化。( )
√
×
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9
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。其中有怎样的道理呢?
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情境:假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下,质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ,已知两力作用的时间为 t,试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度,联立两式消去加速度,找出力与质量和速度的关系。
冲量
动量
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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:牛·秒 N·s
3.冲量是矢量:方向跟力的方向相同
4.冲量是过程量,反映了力对时间的积累效应
二.冲量
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t0
F
t
O
由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内,力F0的冲量的大小。
思考与讨论
公式I=Ft中的F必须取平均值
F0
如果在一段时间内的作用力是一个变力,又该怎样求这个变力的冲量?
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1.内容:物体在一个过程中始、末的动量的变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量;
三.动量定理
2.表达式:
3.理解:
(3)v指的是对地速度
(1)单一物体
(2)合外力的冲量
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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;
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体,也适用于微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点:不考虑中间过程,只考虑初末状态。
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四.动量定理的应用(解释生活现象)
思考:鸡蛋从同一高度自由下落,第一次落在泡沫塑料垫上,鸡蛋没被打破;第二次落在地板上,鸡蛋被打破,这是为什么?
泡沫塑料垫
地板
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生活中的应用
包装用的泡沫材料
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教师提示引导,进入动量定理的讲解.
生活中的应用
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
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教师提示引导,进入动量定理的讲解.
例3.一个质量为 0.18 kg 的垒球,以 25 m/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 45 m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002 s,球棒对垒球的平均作用力是多大?
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课堂小结:
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Lavf53.24.2
例2.(多选)关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A.动量大的物体,惯性不一定大
B.动量大的物体,运动一定快
C.动量相同的物体,运动方向一定相同
D.动量相同的物体,动能也一定相同
Lavf58.33.100
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