觀察并思考觀察并思考 雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會被打破，雞蛋從一米多高的地方落到地板上，肯定會被打破，現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料現(xiàn)在，在地板上放一塊泡沫塑料墊，讓雞蛋落到泡沫塑料上，會看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？上，會看到什么現(xiàn)象？你能解釋這種現(xiàn)象嗎？生活中的這些現(xiàn)象都是什么原理呢？生活中的這些現(xiàn)象都是什么原理呢？F FFFFFFFv =v0v =vtF F 作用了時間作用了時間 t t 質(zhì)量為質(zhì)量為M M 的物體在水平恒力的物體在水平恒力F F 的作用下，經(jīng)過時間的作用下，經(jīng)過時間t t，速度由，速度由v v0 0 變?yōu)樽優(yōu)?v vt t，F(xiàn)Fv =v0v =vt F F 作用了時間作用了時間 t t 分析：分析：由牛頓第二定律知： F = m a而加速度：tvvat0tvvmFt0整理得：0mvmvFtt1、沖量（沖量（I）：在物理學(xué)中，物體受到的力與力的作用時間的乘積叫做力的沖沖量量。I=F t，單位牛秒（N s）它是矢量，方向與力的方向相同。2、動量（動量（P）：運(yùn)動物體的質(zhì)量與它的速度的乘積叫做物體的動量。動量。P=mv單位單位千克千克米每秒（kg ms-1），它是矢量，方向與速度的方向相同。因此，上式可以表述為：因此，上式可以表述為：物體所受的物體所受的合外力的沖量等于物體動量的變化合外力的沖量等于物體動量的變化。即即I=P這個結(jié)論叫做動量定理這個結(jié)論叫做動量定理你能夠再舉一些應(yīng)用動量定理的例子嗎？你能夠再舉一些應(yīng)用動量定理的例子嗎？應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 1、用錘子使勁壓釘子，就很難把釘、用錘子使勁壓釘子，就很難把釘子壓入木塊中去，如果用錘子以一定的子壓入木塊中去，如果用錘子以一定的速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么？這是為什么？分析：壓鐵釘與敲鐵釘區(qū)別在于：壓分析：壓鐵釘與敲鐵釘區(qū)別在于：壓鐵釘時錘子是靜止在鐵釘上，敲鐵釘時鐵釘時錘子是靜止在鐵釘上，敲鐵釘時，鐵錘以較大的速度與鐵釘碰撞；壓鐵，鐵錘以較大的速度與鐵釘碰撞；壓鐵釘時作用時間長，而敲鐵釘作用時間短釘時作用時間長，而敲鐵釘作用時間短，致使鐵釘受到的作用力不同，致使鐵釘受到的作用力不同2 2、雜技表演時，?？煽匆娪腥擞描F、雜技表演時，?？煽匆娪腥擞描F錘猛擊放在錘猛擊放在“大力士大力士”身上的大石塊，身上的大石塊，石裂而人不傷，這是什么道理？請加石裂而人不傷，這是什么道理？請加以分析以分析 分析：大石塊意味它的質(zhì)量分析：大石塊意味它的質(zhì)量很大：很大：“猛擊猛擊”表示作用力很大，且表示作用力很大，且作用時間極短；作用時間極短；“人未受傷人未受傷”說明大說明大石塊對人身體的壓強(qiáng)不大石塊對人身體的壓強(qiáng)不大用鐵錘猛擊放在用鐵錘猛擊放在“大力上大力上”身上的大石塊，身上的大石塊，大石塊受到很大的打擊力而破裂，但是，根大石塊受到很大的打擊力而破裂，但是，根據(jù)動量定理得據(jù)動量定理得對大石塊來說，雖然受到的作用力對大石塊來說，雖然受到的作用力F F很大，但很大，但力作用時間極短，而大石塊的質(zhì)量又很大，力作用時間極短，而大石塊的質(zhì)量又很大，因而引起的速度變化就很小，即大石塊幾乎因而引起的速度變化就很小，即大石塊幾乎沒有向下運(yùn)動，而且石塊與人的身體接觸面沒有向下運(yùn)動，而且石塊與人的身體接觸面積又較大，據(jù)積又較大，據(jù) ，所以人身，所以人身體受的壓強(qiáng)并不很大，故此人不會受傷（當(dāng)體受的壓強(qiáng)并不很大，故此人不會受傷（當(dāng)然，這還和表演者技術(shù)本領(lǐng)有關(guān)）然，這還和表演者技術(shù)本領(lǐng)有關(guān)）01mvmvFtSFP/驚呼后的斷想據(jù)報載：1962年，一架“子爵號”客機(jī)，在美國的伊利奧特市上空與一只天鵝相撞，客機(jī)墜毀，飛行員彈射逃生?！窘馕鼋馕觥吭O(shè)鳥的質(zhì)量設(shè)鳥的質(zhì)量m=1.0kgm=1.0kg，鳥的身長，鳥的身長L=15cmL=15cm（除去毛），鳥與飛機(jī)相撞面積（除去毛），鳥與飛機(jī)相撞面積S=0.01mS=0.01m2 2，相撞前鳥的速度約為，相撞前鳥的速度約為0 0（因遠(yuǎn)?。ㄒ蜻h(yuǎn)小于飛機(jī)速度），相撞后其速度與飛機(jī)相同于飛機(jī)速度），相撞后其速度與飛機(jī)相同. .飛機(jī)飛行速度飛機(jī)飛行速度v=600m/sv=600m/s（現(xiàn)代超音速飛機(jī)（現(xiàn)代超音速飛機(jī)的飛行速度是聲速的二到三倍），因飛機(jī)的飛行速度是聲速的二到三倍），因飛機(jī)質(zhì)量質(zhì)量M m,M m,故相撞過程中飛機(jī)速度不變，因故相撞過程中飛機(jī)速度不變，因此，撞擊時間此，撞擊時間t=L/v=0.15/600s=2.5t=L/v=0.15/600s=2.51010-4-4s.s. 取鳥為研究對象，因撞擊時間極短，因取鳥為研究對象，因撞擊時間極短，因此可認(rèn)為撞擊時間內(nèi)，鳥受到飛機(jī)對它的此可認(rèn)為撞擊時間內(nèi)，鳥受到飛機(jī)對它的撞擊力為撞擊力為F.F.根據(jù)動量定理可得：根據(jù)動量定理可得： F Ft t=mv=mv1 1-mv-mv0 0 F=(mv F=(mv1 1-mv-mv0 0)/t=1.0)/t=1.0600/2.5600/2.51010- -4 4N=2.4N=2.410106 6N.N. 這里所求出的撞擊力這里所求出的撞擊力F F，實際上只是撞，實際上只是撞擊時間內(nèi)的平均值，可近似認(rèn)為撞擊力的擊時間內(nèi)的平均值，可近似認(rèn)為撞擊力的峰值峰值F Fm m=2F=4.8=2F=4.810106 6N.N. 根據(jù)牛頓第三定律可知，鳥與飛機(jī)相撞根據(jù)牛頓第三定律可知，鳥與飛機(jī)相撞時，飛機(jī)所受的最大撞擊力亦為時，飛機(jī)所受的最大撞擊力亦為4.84.810106 6N N，這樣巨大的撞擊力對撞擊表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)這樣巨大的撞擊力對撞擊表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)P=F/S=4.8P=F/S=4.810106 6/0.01=4.8/0.01=4.810108 8PaPa，這樣巨，這樣巨大的壓強(qiáng)造成機(jī)毀鳥亡的結(jié)果是不稀奇的大的壓強(qiáng)造成機(jī)毀鳥亡的結(jié)果是不稀奇的. .南瓜炮彈擊穿汽車南瓜炮彈擊穿汽車來自美國印第安納州埃利茨維爾的布里斯托發(fā)明來自美國印第安納州埃利茨維爾的布里斯托發(fā)明了一中了一中“南瓜炮南瓜炮”?！澳瞎吓谀瞎吓凇敝丶s兩噸，發(fā)射重約兩噸，發(fā)射重重1010磅（約磅（約4.544.54公斤）的公斤）的“南瓜炮彈南瓜炮彈”所需的推所需的推力高達(dá)力高達(dá)1 1萬萬13001300磅（約磅（約51305130公斤），公斤），“南瓜炮彈南瓜炮彈”離開炮口的時速達(dá)離開炮口的時速達(dá)900900英里（約英里（約14481448公里）。公里）。布里斯托準(zhǔn)備帶著他的發(fā)明參加首屆南瓜推力比布里斯托準(zhǔn)備帶著他的發(fā)明參加首屆南瓜推力比賽。在日前的測試中，這枚賽。在日前的測試中，這枚“南瓜炮南瓜炮”發(fā)射的發(fā)射的“南瓜炮彈南瓜炮彈”擊穿了一輛擊穿了一輛19781978年的舊車后部。根據(jù)年的舊車后部。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，你能利用所學(xué)估算出炮彈對汽車的沖這些數(shù)據(jù)，你能利用所學(xué)估算出炮彈對汽車的沖力大小力大小嗎？ 3、動量的變化、動量的變化1 1、定義：動量變化就是在某過程中的、定義：動量變化就是在某過程中的末動量與初動量的矢量差。末動量與初動量的矢量差。2 2、表示式、表示式P=PP=Pt t-P-P0 03 3、動量的變化的求解、動量的變化的求解: :動量是矢量，求解動量是矢量，求解P時應(yīng)用平行四邊形定則時應(yīng)用平行四邊形定則(P ，P0 - 鄰邊，鄰邊，Pt - 對角線），對角線）， 在一維情況下可在一維情況下可首先規(guī)定一個正方向，這時求動量的變化首先規(guī)定一個正方向，這時求動量的變化就可以簡化為代數(shù)運(yùn)算了。就可以簡化為代數(shù)運(yùn)算了。例一：一個質(zhì)量是例一：一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以的鋼球，以2m/s的速度水平向右運(yùn)動，碰到一塊的速度水平向右運(yùn)動，碰到一塊豎硬的大理石后被彈回，沿著同一直豎硬的大理石后被彈回，沿著同一直線以線以2m/s的速度水平向左運(yùn)動，碰撞的速度水平向左運(yùn)動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？多少？vv例例1解：取水平向右的方向為正方向，碰解：取水平向右的方向為正方向，碰撞前鋼球的速度撞前鋼球的速度v=2m/s，碰撞前鋼球的，碰撞前鋼球的動量動量P=mv=0.22kgm/s=0.4kgm/s。碰撞后鋼球的速度為碰撞后鋼球的速度為v=0.2m/s，碰撞后，碰撞后鋼球的動量為鋼球的動量為p=m v=-0.22kgm/s=-0.4kgm/s。p = p- P = -0.4kgm/s-0.4kgm/s =0.8kgm/s，且動量變化的方向向左。，且動量變化的方向向左。vv例二：一個質(zhì)量是例二：一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅硬的大理石板上，的速度斜射到堅硬的大理石板上，入射的角度是入射的角度是45，碰撞后被斜著彈出，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是彈出的角度也是45，速度大小仍為，速度大小仍為2m/s，用作圖法求出鋼球動量變化大，用作圖法求出鋼球動量變化大小和方向？小和方向？vv4545例例2解：碰撞前后鋼球不在同一直線運(yùn)動，解：碰撞前后鋼球不在同一直線運(yùn)動，據(jù)平行四邊形定則，以據(jù)平行四邊形定則，以P和和P為鄰邊做平為鄰邊做平行四邊形，則行四邊形，則Pt就等于對解線的長度，對角就等于對解線的長度，對角線的指向就表示線的指向就表示Pt的方向的方向.p = p- po 方向方向豎直向上豎直向上,大小就等于該鄰邊的長度。大小就等于該鄰邊的長度。 vv4545【注意注意】1 1、動量定理可由牛頓第二定律以及加速度的定義式導(dǎo)出，故、動量定理可由牛頓第二定律以及加速度的定義式導(dǎo)出，故它是牛頓第二定律的另一種形式，但是兩者仍有很大區(qū)別：它是牛頓第二定律的另一種形式，但是兩者仍有很大區(qū)別：（1 1）牛頓第二定律是一個瞬時關(guān)系式，它反映某瞬時物體所）牛頓第二定律是一個瞬時關(guān)系式，它反映某瞬時物體所受合外力與加速度之間關(guān)系（僅當(dāng)合外力為恒定不變時，受合外力與加速度之間關(guān)系（僅當(dāng)合外力為恒定不變時，a a為為恒量，整個過程與某瞬時是一致的）；恒量，整個過程與某瞬時是一致的）；（2 2）而動量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用下，在一段時）而動量定理是研究物體在合外力持續(xù)作用下，在一段時間里的累積效應(yīng)，在這段時間間里的累積效應(yīng)，在這段時間 內(nèi)，物體的動量獲得增加內(nèi)，物體的動量獲得增加2 2、應(yīng)用動量定理時，應(yīng)特別注意、應(yīng)用動量定理時，應(yīng)特別注意F tF t為矢量，為矢量， 是矢量差，而且是矢量差，而且F F是合外力是合外力3 3、對于變力的情況，動量定理中的、對于變力的情況，動量定理中的 F F 可看成是變力在作用可看成是變力在作用時間內(nèi)的平均值時間內(nèi)的平均值 mvvmpp典型例題典型例題1 1甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，以相同的初速度分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動，乙物體分別在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動，乙物體先停下來，甲物體又經(jīng)較長時間停下來，下面先停下來，甲物體又經(jīng)較長時間停下來，下面敘述中正確的是敘述中正確的是 A A、甲物體受到的沖量大于乙物體受到的沖量、甲物體受到的沖量大于乙物體受到的沖量B B、兩個物體受到的沖量大小相等、兩個物體受到的沖量大小相等C C、乙物體受到的沖量大于甲物體受到的沖量、乙物體受到的沖量大于甲物體受到的沖量D D、無法判斷、無法判斷B典型例題典型例題2 2質(zhì)量為質(zhì)量為0.1kg0.1kg的小球，以的小球，以10m10ms s的速度水的速度水平撞擊在豎直放置的厚鋼板上，而后以平撞擊在豎直放置的厚鋼板上，而后以7m7ms s的速度被反向彈回，設(shè)撞擊的時間為的速度被反向彈回，設(shè)撞擊的時間為0.01s0.01s，并取撞擊前鋼球速度的方向為正，并取撞擊前鋼球速度的方向為正方向，則鋼球受到的平均作用力為方向，則鋼球受到的平均作用力為A A30N B30N B30N 30N C C170N D170N D170N170ND典型例題典型例題3 3質(zhì)量為質(zhì)量為m m的鋼球自高處落下，以速率的鋼球自高處落下，以速率碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短離碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短離地的速率為地的速率為v v2 2，在碰撞過程中，地面對，在碰撞過程中，地面對鋼球的沖量的方向和大小為鋼球的沖量的方向和大小為A A向下，向下，m(vm(v1 1-v-v2 2) ) B B向下，向下，m(vm(v1 1+V+V2 2) )C C向上，向上，m(vm(v1 1-v-v2 2) ) D D向上，向上，m(vm(v1 1+V+V2 2) )D典型例題典型例題4 4一質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由下落到一個軟墊上，若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2s，則這段時間內(nèi)軟墊對小球的沖量為（g取10m/s2，不計空氣阻力） 典型例題典型例題5 5質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體靜止在足夠大的水平的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與桌面的動摩擦因數(shù)為面上，物體與桌面的動摩擦因數(shù)為，有一水平恒力，有一水平恒力F F作用于物體上并作用于物體上并使之加速前進(jìn)，經(jīng)使之加速前進(jìn)，經(jīng)t t1 1秒后去掉此恒力，秒后去掉此恒力，求物體運(yùn)動的總時間求物體運(yùn)動的總時間5 5、運(yùn)用動量定理解題步驟：、運(yùn)用動量定理解題步驟： （1 1）確定研究對象；）確定研究對象； （2 2）明確研究過程，對研究對象進(jìn)行受）明確研究過程，對研究對象進(jìn)行受力分析。力分析。 （3 3）找出物體的初末狀態(tài)并確定相應(yīng)的）找出物體的初末狀態(tài)并確定相應(yīng)的動量；動量； （4 4）選定正方向；）選定正方向； （5 5）根據(jù)動量定理列方程求解；）根據(jù)動量定理列方程求解； （6 6）對結(jié)果進(jìn)行必要的分析。）對結(jié)果進(jìn)行必要的分析。習(xí)題精選1 1、在下列各種運(yùn)動中，任何相等、在下列各種運(yùn)動中，任何相等的時間內(nèi)物體動量的增量總是相同的時間內(nèi)物體動量的增量總是相同的有（的有（ ）A A、勻加速直線運(yùn)動、勻加速直線運(yùn)動 B B、平拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動C C、勻減速直線運(yùn)動、勻減速直線運(yùn)動 D D、勻速圓周運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動ABC2 2、對物體所受的合外力與其動量之間的、對物體所受的合外力與其動量之間的關(guān)系，敘述正確的是：關(guān)系，敘述正確的是： A A、物體所受的合外力與物體的初動量成、物體所受的合外力與物體的初動量成正比；正比；B B、物體所受的合外力與物體的末動量成、物體所受的合外力與物體的末動量成正比；正比；C C、物體所受的合外力與物體動量變化量、物體所受的合外力與物體動量變化量成正比；成正比；D D、物體所受的合外力與物體動量對時間、物體所受的合外力與物體動量對時間的變化率成正比的變化率成正比 D3 3、把重物、把重物G G壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙壓在紙帶上，用一水平力緩緩拉動紙帶，重物跟著物體一起運(yùn)動，若迅速拉動紙帶，帶，重物跟著物體一起運(yùn)動，若迅速拉動紙帶，紙帶將會從重物下抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說紙帶將會從重物下抽出，解釋這些現(xiàn)象的正確說法是：法是：A A、在緩慢拉動紙帶時，紙帶給物體的摩擦力大；、在緩慢拉動紙帶時，紙帶給物體的摩擦力大；B B、在迅速拉動紙帶時，紙帶給物體的摩擦力??；、在迅速拉動紙帶時，紙帶給物體的摩擦力小；C C、在緩慢拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大；、在緩慢拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大；D D、在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量小、在迅速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量小CD4 4、從同一高度的平臺上，拋出三個完全相同的小、從同一高度的平臺上，拋出三個完全相同的小球，甲球豎直上拋，乙球豎直下拋，丙球平球，甲球豎直上拋，乙球豎直下拋，丙球平拋三球落地時的速率相同，若不計空氣阻力，拋三球落地時的速率相同，若不計空氣阻力，則（則（ ）A A、拋出時三球動量不是都相同，甲、乙動量相同、拋出時三球動量不是都相同，甲、乙動量相同，并均不小于丙的動量，并均不小于丙的動量B B、落地時三球的動量相同、落地時三球的動量相同C C、從拋出到落地過程，三球受到的沖量都不同、從拋出到落地過程，三球受到的沖量都不同D D、從拋出到落地過程，三球受到的沖量不都相同、從拋出到落地過程，三球受到的沖量不都相同C6 6、跳高運(yùn)動員在跳高時總是跳到沙坑里或、跳高運(yùn)動員在跳高時總是跳到沙坑里或跳到海綿上，這樣做是為了（跳到海綿上，這樣做是為了（ ）A A、減小運(yùn)動員的動量變化、減小運(yùn)動員的動量變化 B B、減小運(yùn)動員所受的沖量、減小運(yùn)動員所受的沖量C C、延長著地過程的作用時間、延長著地過程的作用時間 D D、減小著地時運(yùn)動員所受的平均沖力、減小著地時運(yùn)動員所受的平均沖力CD7 7、質(zhì)量為、質(zhì)量為0.40kg0.40kg的小球從高的小球從高3.20m3.20m處自由下落，碰到地面后豎直向上處自由下落，碰到地面后豎直向上彈起到彈起到1.80m1.80m高處，碰撞時間為高處，碰撞時間為0.040s0.040s，g g取取10m/s10m/s2 2, ,求碰撞過程中求碰撞過程中地面對球的平均沖力。地面對球的平均沖力。4、小結(jié) 動量是描述運(yùn)動物體力學(xué)特征的物理量，是物理學(xué)中相當(dāng)重要的概念。這一概念是單一的質(zhì)量概念、單一的速度概念無法替代的。 力和時間的乘積，或者說力對時間累積的效果叫沖量。力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，沖量是改變物體動量的原因。 沖量、動量都是矢量，動量定理在使用時一定要注意方向。物體只在一維空間中運(yùn)動，各力也都在同一直線時，動量、沖量的方向可用正、負(fù)號表示。 使用動量定理處理問題的優(yōu)越性使用動量定理處理問題的優(yōu)越性 首先使用動量定理不必追究物體運(yùn)動當(dāng)中的首先使用動量定理不必追究物體運(yùn)動當(dāng)中的細(xì)節(jié)，只需研究運(yùn)動的始末狀態(tài)就可以解決問題，細(xì)節(jié)，只需研究運(yùn)動的始末狀態(tài)就可以解決問題，它只注重力在時間上持續(xù)積累的效應(yīng)而不必像它只注重力在時間上持續(xù)積累的效應(yīng)而不必像牛頓運(yùn)動定律要考慮力的瞬時效應(yīng)，這樣解題時，牛頓運(yùn)動定律要考慮力的瞬時效應(yīng)，這樣解題時，一般的情況較牛頓運(yùn)動定律解題要簡捷一般的情況較牛頓運(yùn)動定律解題要簡捷 另外動量定理不但可用來解決單個物體的問另外動量定理不但可用來解決單個物體的問題，也可以用來解決由幾個物體組成的物體系的題，也可以用來解決由幾個物體組成的物體系的問題，即：物體系總動量的增量等于相應(yīng)時間問題，即：物體系總動量的增量等于相應(yīng)時間內(nèi)物體系所受合外力的沖量由于沖量及動量均內(nèi)物體系所受合外力的沖量由于沖量及動量均為矢量，因此所說的合外力的沖量以及總的動量為矢量，因此所說的合外力的沖量以及總的動量增量均為矢量和增量均為矢量和