内容正文:
粤教版选择性必修一第一章动量和动量守恒定律
第二节 动量定理
学习目标
动量定理的推导
动量定理的理解
动量定理的应用
2
动量
动量变化量
冲量 动量 动量的变化量
作用力和时间的乘积
质量和速度的乘积
末动量与初动量的矢量差
过程量、矢量
状态量、矢量
表达式: I=Ft
表达式: p=mv
表达式:Δp= p'-p
矢量
一、导入新课
一、观察与思考
汽车减震器、猫爪厚厚的肉垫、跳高用的海绵垫,你知道它们有什么作用吗?
一、导入新课
思考:碰碰车、汽车在碰撞过程中动量改变了没有?
共同特点:碰撞过程,动量发生了改变。
一、导入新课
思考:物体碰撞会受到力的作用,力和物体动量变化量有什么关系呢?
二、动量定理的推导
用什么物理量能恰当描述碰撞过程?
二、动量定理的推导
两个砝码在接触底面前的动量相等吗?
与底面的碰撞过程中的动量变化相等吗?
碰撞过程中经历的时间相等吗?
两个砝码碰撞过程中受到的力大小相等吗?
两个砝码碰撞过程中合力的冲量相等吗?
相等
相等
不相等
不相等
相等
二、动量定理的推导
【情景1】在光滑水平面上的质量为 m 的物体在水平恒力 F 的作用下,经过时间 ∆t,速度由 v 变为 v′。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。
F∆t= mv′ - mv
合力与作用时间的乘积
动量变化量
二、动量定理的推导
【情景2】假设在恒力 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。
合力与作用时间的乘积
动量变化量
二、动量定理的推导
一段时间内的变力
将该段时间
无限分割
近似认为物体在每一时段以受到某一恒力
一段时间内的变力的冲量
微分求和
注:式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。
F
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
F
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
F
三、动量定理的理解
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
I=
或 F(t-t)=
一、动量定理
1、内容
2、表达式
三、动量定理的理解
“力的冲量”指的是合力的冲量,或者是各个力的冲量的矢量和
由Ft=得F=
表示物体动量的变化率等于它所受到的力
动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因
01
02
03
对动量定理的理解
三、动量定理的理解
2.动量定理的应用。
(1)定性分析有关现象。
①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小。
②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小。
四、动量定理的应用
答案 若考虑铁锤所受的重力,根据动量定理,有(F'-mg)Δt=0-mv ,解得F' N
F'
v
由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为205N
G
例题1. 如图,用0.5 kg的铁锤钉钉子。锤击前铁锤的速度为4 m/s,锤击后铁锤的速度变为0,设锤击时间为0.01 s,g取10 m/s2。
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
Lavf57.83.100
Lavf57.83.100
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