, 2 動(dòng)量和動(dòng)量定理,1. 理解動(dòng)量的概念，知道動(dòng)量和動(dòng)量變化均為矢量；會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化。 2. 理解沖量的概念，知道沖量是矢量，掌握沖量與動(dòng)量變化的關(guān)系。 3. 理解動(dòng)量定理的確切含義，掌握其表達(dá)式。 4. 能運(yùn)用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題。,雞蛋在同學(xué)們生活中是常見(jiàn)的，印象中又是很容易破碎的。本節(jié)課首先通過(guò)一個(gè) “瓦碎蛋全”的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課。這是同學(xué)們魔術(shù)或者雜技中常見(jiàn)的很感難以置信的游戲，很能引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)出學(xué)生探究的熱情。在講解動(dòng)量定理時(shí)，再次通過(guò)跳遠(yuǎn)、跳高、鐵錘釘釘子等生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象提出問(wèn)題，導(dǎo)入新課，使學(xué)生體會(huì)到物理在生活中是無(wú)處不在的，一些司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象通過(guò)物理有了明確的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 矢量，同學(xué)們都比較熟悉了，但矢量的變化量的計(jì)算掌握的還不太好。新課講授圍繞本節(jié)的重點(diǎn)：動(dòng)量、動(dòng)量的變化量、沖量等概念的理解、方向及大小的計(jì)算，對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用展開(kāi)。例題設(shè)計(jì)主要是針對(duì)：1. 動(dòng)量、動(dòng)量變化量、沖量、動(dòng)量定理等概念的理解; 2. 動(dòng)量的變化量、沖量大小的計(jì)算和方向的判斷; 3. 運(yùn)用動(dòng)量定理解題的思路和規(guī)范的解題步驟；4. 運(yùn)用動(dòng)量定理求解變力問(wèn)題和多過(guò)程問(wèn)題；5. 運(yùn)用動(dòng)量定理解釋常見(jiàn)現(xiàn)象等。,瓦碎蛋全,在上節(jié)課探究的問(wèn)題，對(duì)于發(fā)生碰撞的兩個(gè)物體，在碰撞前后物體的什么量可能保持不變?,兩物體的質(zhì)量和速度的乘積 m 在碰撞前后可能保持不變，這讓人們認(rèn)識(shí)到 m 這個(gè)物理量具有特別的意義。物理學(xué)中把它定義為動(dòng)量，用字母 p表示，p = m。,復(fù)習(xí)回顧,笛卡兒：最先提出動(dòng)量具有守恒性思想，把運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速率的乘積叫做動(dòng)量，忽略了動(dòng)量的方向性。,有關(guān)動(dòng)量的發(fā)展史,牛頓：把笛卡兒的定義做了修改，明確的用物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量，更清楚的表示動(dòng)量的守恒性和方向性。,惠更斯：明確提出動(dòng)量的守恒性和方向性。,在物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量 m 和速度 的乘積叫做物體的動(dòng)量 p，用公式表示為,在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是千克米每秒，符號(hào)是 kgm/s,是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻相對(duì)應(yīng),一、動(dòng) 量,1. 定義：,p = m,2. 單位：,3. 對(duì)動(dòng)量的理解,(2) 瞬時(shí)性:,(1) 矢量性:,方向由速度方向決定，與該時(shí)刻的速度方向相同,(3) 相對(duì)性:,物體的動(dòng)量與參考系的選擇有關(guān)，中學(xué)階段常以地球?yàn)閰⒖枷?動(dòng)量的變化等于末狀態(tài)動(dòng)量減初狀態(tài)的動(dòng)量，其方向與的方向相同：（在同一直線上的問(wèn)題采用代數(shù)運(yùn)算）,5. 動(dòng)量的變化（ p）,定義：物體的末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差叫做物體動(dòng)量的 變化,(2) 表達(dá)式： p = m,動(dòng)量的變化也叫動(dòng)量的增量或動(dòng)量的改變量。,不在同一條直線上的動(dòng)量變化的運(yùn)算，遵循平行四邊形定則,試討論以下幾種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量變化情況,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體做自由落體運(yùn)動(dòng),物體做平拋運(yùn)動(dòng),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)量大小、方向均不變,動(dòng)量方向不變，大小隨時(shí)間推移而增大,動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小隨時(shí)間推移而增大,動(dòng)量方向時(shí)刻改變，大小不變,動(dòng)量和動(dòng)能,1. 動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某一狀態(tài)。,2. 動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量。,動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化，動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化。,3. 動(dòng)量與動(dòng)能的定量關(guān)系,動(dòng)量發(fā)生變化,速度大小改變方向不變,速度大小不變方向改變,速度大小和方向都改變,動(dòng)能改變,動(dòng)能改變,動(dòng)能不變,例1 一個(gè)質(zhì)量m= 0.1 kg 的鋼球，以 = 6 m/s 的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回，沿著同一直線以= 6 m/s 的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，如圖所示。碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？,在日常生活中，有不少這樣的事例： 跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑里； 跳高時(shí)在下落處要放海綿墊子； 從高處往下跳，落地后雙腿往往要彎曲； 輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎,而在某些情況下，我們又不希望緩沖，比如用鐵錘釘釘子，這是為什么呢？,這樣做的目的是為了緩沖,分 析,由牛頓第二定律有：F = ma,加速度：,整理得： Ft = m m0,二、動(dòng)量定理,即：,沖 量,定義：在物理學(xué)中，把力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。,2. 公式：I = Ft 單位，在國(guó)際單位制中時(shí)牛秒（Ns）,(1) 沖量是矢量，作用力的方向不變時(shí)其方向與力的方向相同。,(2) 沖量是過(guò)程量，是力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)。,(3) 沖量和功不同，恒力在一段時(shí)間內(nèi)可能不做功，但一定有 沖量。,(4) 沖量的計(jì)算要明確求哪個(gè)力的沖量，還是物體的合外力的 沖量。I = Ft 只能求恒力的沖量。,例2 把一個(gè)質(zhì)量 m = 2 kg的小球沿水平方向拋出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng) t = 5 s，求小球受到的重力的沖量I。(取g=10m/s2),I = mgt = 100 Ns，方向豎直向下,I合 = F1t1 + F2t2,物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量。,動(dòng)量定理,p = Ft,對(duì)動(dòng)量定理的理解,2. 動(dòng)量的變化率：動(dòng)量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的 比值。由動(dòng)量定理，得 ，可見(jiàn)，動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之較?。划?dāng)動(dòng)量均勻變化時(shí)，物體所受合力為恒力。,在實(shí)際中我們常遇到變力作用的情況，比如用鐵錘釘釘子，球拍擊乒乓球等，釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，這時(shí)變力的作用效果可以等效為某一個(gè)恒力的作用，則該恒力就叫變力的平均值。,3. 動(dòng)量定理的適用范圍 : 動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力。對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的 F 應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。,動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過(guò)程，只考慮初末狀態(tài)。,雞蛋從高處下落是否會(huì)被打破？,雞蛋從某一高度下落，分別與石頭和海綿墊接觸前的速度是相同的，也即初動(dòng)量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末?dòng)量均為零，因而在相互作用過(guò)程中雞蛋的動(dòng)量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同，與石頭碰時(shí)作用時(shí)間短，與海綿墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長(zhǎng)，由 Ft =p 知，雞蛋與石頭相碰時(shí)作用大，會(huì)被打破，與海綿墊相碰時(shí)作用力較小，因而不會(huì)被打破。,海 綿,石 頭,例 4 一個(gè)質(zhì)量 m = 0.18 kg 的壘球，以0 = 25 m/s 的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度的大小變?yōu)?= 45 m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間 t = 0.01 s，求球棒對(duì)壘球的平均作用力。,運(yùn)用動(dòng)量定理解題的一般步驟,1. 確定研究對(duì)象：一般為單個(gè)物體；,2. 明確物理過(guò)程：受力分析，求出合外力的沖量；,3. 明確研究對(duì)象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；,4. 選定正方向，確定在物理過(guò)程中研究對(duì)象的動(dòng)量的變化；,5. 根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。,為什么我們通常用鐵錘釘釘子，而跳遠(yuǎn)時(shí)卻要跳入沙坑中？,對(duì)于釘釘子：縮短作用時(shí)間，增大作用力。 對(duì)于跳沙坑：延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力。,相關(guān)物理現(xiàn)象,瓷器包裝,水果套袋,高空蹦極,一、動(dòng)量 1. 質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的動(dòng)量 2. 公式：p = m 3. 動(dòng)量是矢量，方向與速度方向一致 二、沖量 1. 定義：力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。 2. 公式：I = Ft 3. 沖量是矢量，方向與作用力方向一致 三、動(dòng)量定理 1. 定義：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量。 2. 表達(dá)式：Ft = p p,1. 關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量 p 的方向和運(yùn)動(dòng)方向相同 B. 在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量 p 的方向和運(yùn)動(dòng)方向相反 C. 物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量 p 為零 D. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量 p 一定不為零,ABD,2. 關(guān)于沖量，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 沖量是物體動(dòng)量變化的原因 B. 作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零 C. 動(dòng)量越大的物體受到的沖量越大 D. 沖量的方向就是物體受力的方向,A,CD,答案：3 N,4. 一質(zhì)量m= 100 g 的小球從 h=0.8 m 高處自由下落到一個(gè)軟墊上，若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了t= 0.2 s，不計(jì)空氣阻力。求這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的作用力大小。（取 g =10 m/s2）,