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1、16.2 动量和动量定理,高考要求：动量定理 II,实验：瓦碎蛋全,动量概念的由来,在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个物体，它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很可能是保持不变的，这让人们认识到mv这个物理量具有特别的意义，物理学中把它定义为物体的动量。,在物理学中什么叫动量？它的单位是什么？你是怎样理解动量这个概念？,请阅读课本6-7页“动量”部分回答下列问题,一、动量P,是状态量。,一、动量P,1、概念：,物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。,2、定义式：,p=m v,3、单位：,kg ms,4、几点说明:,（2）瞬时性:,（1）矢量性:,运算遵循。,（3）相对性:,物体的动量与参照物的
2、选择有关,方向与速度方向。,相同,平行四边形定则,故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度,物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。,历史背景,最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔，十七世纪，以笛卡儿为代表的西欧的哲学家们提出了这样一种观点：若找到一个适当的物理量来描述，运动的总量是守恒的。这就是运动不灭的思想。他继承伽利略说法，定义质量和速率的乘积为动量。笛卡尔认为，这是量度运动的唯一正确的物理量。他的观点的缺陷，在于忽略了动量的方向性。,1668年，荷兰物理学家惠更斯在关于碰撞对物体运动的影响的论文中，明确指出了动量的方向性和守恒性。,牛顿把笛卡尔的定义做了修正，明确的用质量和速度的乘积来定
3、义动量。科学前辈们就是在追寻不变量的努力中，逐渐建立了动量的概念，发现了动量守恒定律。,试讨论以下几种运动的动量变化情况。,物体做匀速直线运动,物体做自由落体运动,物体做平抛运动,物体做匀速圆周运动,动量大小、方向均不变,动量方向不变，大小不断增大,动量方向时刻改变，大小不断增大,动量方向时刻改变，大小不变,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？,课堂练习,动量的变化p,1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p 跟初状态的动量p的矢量差，称为动
4、量的变化（或动量的增量），即,2、动量变化的三种情况：,大小变化、方向改变或大小和方向都改变。,p=p-p,3、同一直线上动量变化的运算：,不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：,P,也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端,动量的变化p,2、课本11页“问题与练习”第一题,课堂练习,若速度变化,Ek可能为零,kgm2/s2（J）,标量,Ek=mv2/2,动能,若速度变化,则p一定不为零,kgm/s（NS）,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,16.2 动量和动量定理,（）,（第2课时）,实验：瓦碎蛋全,高考要求：动量定
5、理 II,生活中的这些现象都是什么原理呢？,分析：,由牛顿第二定律知：F=m a,加速度：,整理得：,即：,牛顿第二定律推导动量的变化,设置物理情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v 0变为v，如是图所示：,思考：上式左边是动量的变化量，那么右边有什么物理意义呢？,请阅读课本第8页，回答以下问题,1.冲量：(1)定义：(2)公式：(3)单位：(4)冲量是 量,2.动量定理：(1)内容：,三、动量定理,力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。,I=Ft,NS,矢,，其方向与力的方向相同。,注：冲量是过程量，是力对时间的积累效应。,(2)公式：,物体在一个过程始末的动量变化等
6、于它在这个过程中所受力的冲量。,（3）对动量定理的理解：,p一定时，F 与t成反比；F一定时，p与t成正比；t一定时，F与p成正比。公式中力F指物体受到的合力。当力是变力时，F指变力的平均值。,建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？,小实验,非弹性绳断,橡皮绳不断,为什么呢？,思考与讨论,报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。,报道2、1980年，一架英国的“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生,问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？,思考与讨论,鸡蛋从一米多高的
7、地方落到地板上，肯定会被打破，但如果在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，结果鸡蛋却保持完好无损,高空砸鸡蛋,生活中的应用,包装用的泡沫材料,船靠岸时边缘上的废旧轮胎,生活中的应用,摩托车头盔里的衬垫,生活中的应用,生活中的应用,科学漫步,1、汽车的碰撞试验,1）汽车的安全气囊的保护作用,2）轿车前面的发动机舱并不是越坚固越好,2、了解历史上关于运动量度的争论,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
8、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。,23某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD（电阻可忽略且和导轨接触良好）向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值S，用时t，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭在t时间内，电阻
9、R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体当燃烧室下方的可控喷气孔打开后喷出燃气进一步加速火箭（2）经t时间火箭恰好脱离导轨求火箭脱离时的速度v0；（不计空气阻力）,2016年浙江省高考招生选考物理试卷（4月份）,23某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD（电阻可忽略且和导轨接触良好）向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值S
10、，用时t，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭在t时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体当燃烧室下方的可控喷气孔打开后喷出燃气进一步加速火箭（1）求回路在t时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并判断金属棒EF中的感应电流方向；,2016年浙江省高考招生选考物理试卷（4月份）,23某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触引燃火箭下方的推进剂，迅速
11、推动刚性金属棒CD（电阻可忽略且和导轨接触良好）向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值S，用时t，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭在t时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体当燃烧室下方的可控喷气孔打开后喷出燃气进一步加速火箭（3）火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度v（提示：可选喷气前的火箭为参考系）,2016年浙江省高考招生选考物理试卷（4月份）,?,4、运用动量定理解题步骤：（1）确定研究对象和正方向；（2）明确研究过程，对研究对象进行受 力分析。（3）找出物体的初末状态并确
12、定相应的动量；（4）根据动量定理列方程求解；,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,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？,公式I=Ft中的F必须取平均值,例、质量为m的物体A受如图所示F的力作用了ts，物体始终保持静止，则在此过程中（）,A、F 的冲量大小为F t cos600,B、F 的冲量大小为 0,C、F 的冲量大小为 F t,D、合力的冲量为 0,CD,课堂练习,3、一个质量为0.01kg的弹性小球，以10m/s的速度在光滑 水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间
13、为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。,1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？,2、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块，石裂而人不伤，这又是为什么？,思考与讨论,已知鸟的质量为1kg，身长为15cm，鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，飞机的速度为600m/s，试求鸟对飞机的撞击所产生压强的大小。,这道题，能给你带来怎样的思考呢？在我们的天空中飘浮着很多的太空垃圾，如火箭的碎片，卫星的残骸等等，这些人类文明的产物也在危险着人类，所以我们面临的问题就是如何治理宇宙空间的这些垃圾？,课后思考,1、关
14、于冲量和动量，下列说法中正确的是（）A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B、动量是描述物体运动状态的物理量 C、冲量是物体动量变化的原因 D、冲量是描述物体状态的物理量,ABC,课堂练习,2、对于力的冲量的说法，正确的是（）A、力越大，力的冲量就越大 B、作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大 C、F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小，等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同 D、静置于水平地面上的桌子受到水平推力F的作用，经时间t始终处于静止状态，则此推力的冲量为零,B,3、质量为5kg的小球，从距地面高为20m处水平抛出，初速度为10ms，不计空气阻力，g
15、=10m/s2，从抛出到落地过程中，重力的冲量是（）A、60NsB、80Ns C、100Ns D、120Ns,C,课堂练习,4、质量为2Kg的物体A，放在光滑的水平面上，受如图F=10N的力作用了10秒，则在此过程中F的冲量大小是_，重力的冲量大小是_，合力的冲量是_。（g=10m/s2）,注意：求冲量时，一定要明确是求哪个力在哪一段时间内的冲量。合力的冲量为 I合=F合t，或I合=Fit,50 NS,50 NS,100 NS,5、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（）A、甲物体受到的冲量大 B
16、、乙物体受到的冲量大C、两个物体受到的冲量大小相等 D、无法判断,C,6、玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与水泥地撞击过程中（）,A、玻璃杯的动量较大 B、玻璃杯受到的冲量较大,C、玻璃杯的动量变化较大 D、玻璃杯的动量变化较快,D,课堂练习,7、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了（）,C,8、将重物P压住纸带，当用一水平力缓缓拉动纸带时，重物会随纸带一起运动，当迅速拉动纸带时，纸带将会从重物下抽出，则下列解释正确的是（）,A、在缓缓拉动时，纸带给重物的摩擦力较大 B、在迅速拉动时，纸带给重物的摩擦力较小,C、在缓缓拉动时，纸
17、带给重物的冲量较大 D、在迅速拉动时，纸带给重物的冲量较小,A、减小冲量 B、减小动量的变化量C、增长与地面作用时间，从而减小冲力D、增大人对地面的压强，起到安全作用,CD,课堂练习,9、一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为多少？,课堂练习,0.6N.S,9、一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为多少？,课堂练习,10、质量为m的物体，以速率v沿半径为R的圆，在光滑水平面上做匀速圆周运动。求物体运动
18、半周所受的合力的冲量的大小。,0.6N.S,-2mv,课堂练习,11、质量为m的物体，静止在足够大的水平面上，物体与桌面的动摩擦因数为，有一水平恒力F作用于物体上，并使之加速前进，经t1秒后撤去恒力F，求物体运动的总时间t。,12、如图所示，试比较出A、B两物体所受合力的大小及所受合力的冲量的大小。,课堂练习,质量为m的木块下面用细线系一质量为M的铁块，一起浸没在水中从静止开始以加速度a匀加速下沉(如图)，经时间t1s后细线断裂，又经t2s后，木块停止下沉试求铁块在木块停上下沉瞬间的速度,【解】从动量定理考虑：把木块和铁块作为一个整体，在细线断裂前后整体受到的合外力不变，恒为 F=(mM)a在两者开始下沉到木块停止下沉的时间内，它对整体的冲量为 I=F(t1t2)(m+M)a(t1t2)，方向竖直向下由动量定理:(m+M)a(t1+t2)Mvx-0，解得：,
