1、新课标高中物理选修35,第十六章 动量守恒定律,2 动量和动量定理,（1）,（2）,（3）,引 入,上节的探究使我们看到不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后物体mv的矢量和保持不变，其他实验和观察到的事实也都得出同样的结论，这就给我们一个启示：物理学中mv很可能具有特别的物理意义。物理学中把质量和速度的乘积定义为动量，用符号P表示,P = m v,17世纪以来，关于运动量度的争论持续近了200多年，许多著名学者、科学家都参加到争论中，其中以法国哲学家兼数学、物理学家笛卡儿为代表。,历史回顾,有关动量的发展史：最先提出动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡儿 ，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略
2、了动量的方向性。1668年，惠更斯明确提出动量的守恒性和方向性。牛顿把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量,更清楚的表示动量的守恒性和方向性,问：动量是什么性质的物理量？矢量单位是什么？kg.m.s-1 问：动量的方向由什么方向决定？速度的方向,一、动量（momentum） ：,1、定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。,2、表达式：P = mv,说明：,动量和速度一样是描述物体运动状态的物理量，当物体运动状态一定时，物体的动量就有确定的数值。,动量具有瞬时性，当物体变速运动时，应明确是哪一时刻或哪一位置的动量。,动量具有相对性，由于速度与参考系的选择有关，一般地球
3、为参考系。,3、动量是矢量：动量的方向和速度方向相同。,说明：,如果物体在一条直线上运动，在选定一个方向以后，当物体的运动方向和正方向相同时，可用“+”号表示动量方向，当物体运动方向和正方向相反时，可用“-”表示动量的方向。,大小、方向完全相同的两个动量是相等的。,4、动量的单位：在国际单位制中是“千克米/秒” 符号为“kgm/s”,例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？,5、动量的变化量（一维情况）,公式：p= p/p=m= m2 m1
4、,矢量: 方向与速度变化量v相同,说明：无论动量的大小发生了变化，还是动量的方向发生了变化，我们都说动量发生了变化，上述公式也是适量的，用“p”表示。,概念：动量变化等于末状态动量减初状态动量,运算时遵循平行四边形定则。一维情况，规定正方向,练习1、一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为300的光滑斜面向上滑动（设斜面足够长）, 求木块在1s末的动量 和3s内的动量变化量的大小？（g=10m/s2）,答案：2.5 kg m/s7.5 kg m/s,思考：在运算动量变化量时应该注意什么？,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
5、匀速圆周运动,动量大小、方向均不变,动量方向不变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小不变,讨论： 6、动量和动能的关系,动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态,动量是矢量，动能是标量,动量发生变化时，动能不一定发生变化， 动能发生变化时，动量一定发生变化.,定量关系,动量发生变化,速度大小改变方向不变,速度大小不变方向改变,速度大小和方向都改变,动能改变,动能改变,动能不变,是状态量。,一、动量,1、概念：,在物理学中，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：,千克米每秒，符号是kgm/s,4、对动量
6、的理解：,（2）瞬时性,（1）矢量性,运算遵循平行四边形定则,（3）相对性,物体的动量与参照物的选择有关,小结：,5动量的变化量p：p=mV2-mV1 ,p是矢量，运算时遵循平行四边形定则。一维情况，规定正方向。,6、动量和动能的关系,情景1 李伟峰头球破门,如果飞过来的是铅球他敢顶吗？显然不会那么去做。为什么呢？同学们能不能讲出些道理来？,观察并思考,鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？结果有什么区别？你能解释这种现象吗？,情景2,设一个物体质量为m ，在恒力F 作用下，在时刻t 物体的速度为v ，经过一段时间
7、，在时刻t 物体的速度为v ，尝试由F=ma和运动学知识得出力和动量变化的关系？,1、表示：物体动量的变化率等于它所受到的力 2、牛顿第二定律的另一种表达方式：F=P/t,上述公式表示了什么样的意义？,见课本P8,二、动量定理（theorem of momentum),1、冲量：力与力的作用时间的乘积 表达式： 单位：N.s 物理意义：反映了力的作用对时间的积累效应、是过程量 方向：冲量是矢量，恒力的冲量与力的方向相同,mgt，mgcost， mgsint， ,感悟： 1.分力产生分力的冲量；,2.合力产生合力的冲量；,4.恒力的冲量可以直接用定义式求解；,3.只有合力的冲量才等于动量的变化量
8、；,例、放在水平面上质量为m的物体，用一水平力F推它t秒，但物体始终没有移动，则这段时间内F对物体的冲量为（ ） A、0 B、Ft C、mgt D、不能确定,B,动量定理的内容： 物体在一个过程始末的动量变化量(P)等于它所受力的冲量(I ),表达式：m（v v）= F(t t) 或 P P = I 含义？,2、动量定理 （1）内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合外力的冲量. （2）表达式：,mv-mv=F(t-t)P-P=I,（3）、对动量定理的理解 A、动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同 B、动量定理的适用范围 动量定理不但适用于恒力，也适用
9、于随时间变化的变力，对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值 尤其是在解决作用时间短、作用力大而且随时间变化的打击、碰撞等问题时，动量定理要比牛顿定律方便得多 C、实质与牛顿第二定律是相同的，但有时应用起来更方便。但与牛顿第二定律的瞬时性不同，力在瞬间可产生加速度，但不能改变动量，只有在一段时间才能改变物体的动量,E、合力的冲量是动量变化的原因,F、研究对象。高中阶段只要求研究单个质点，事实上也适用于一个系统。,D、式中的“”不仅表示大小相等，同时还表示方向相同。,1.明确：对象-过程,2.明确：始末两个状态（v1、v2)-P,3.明确：受力（画受力图）-合力的I,4.规定
10、正方向，列出已知量，设定未知量， 根据动量定理列式求解, 注意说明方向。,（4）、应用动量定理解题的一般步骤,（5）、定性讨论动量定理的应用,在动量变化一定的情况下,如果需要增大作用力,必须缩短作用时间.如果需要减小作用力,必须延长作用时间-缓冲作用.,例、如图所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动；若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这种现象的正确说法是（ ） A、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 B、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小 C、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小,CD,第一组：在篮球运动中的
11、接球时你会选择图片中的那种方式？并说出你这样做的理由 ？,甲,乙,亲 身 体 验,为什么接上篮球以后还要往后退一下？,第二组：将装置中的重锤分别提至悬点处自由释放，观察悬线是否断裂？想一想为什么？,第三组：你能在基本不影响重物的前提下，将压在重物下的纸条抽出吗？试着做一做，想一想这样做的道理？,2）因果关系：物体受冲量是因，物体动量变化是果,3）方向关系：I与P同向，计算时要规定正方向,3.解读： 1）F为合力，适用于恒力，也适用于变力（此时的F为t时间内的平均力），可见动量定理应用更广。,物体动量的变化量等于该过程所受合力的冲量。,2、动量定理和牛顿第二定律的区别 动量定理反映了合力在时间上的积累效果改变物体的动量， 牛顿第二定律反映了合力的瞬时作用效果使物体产生加速度。 注：两者实质是相同的,1、冲量和动量的区别： 主要区别状态量和过程量。,3、注意牛顿运动定律、动量定理、动量守恒定律和动能定理、动量的变化率与动量的变化p等的区别与联系,说明：,
