【优质文档】高一物理冲量和动量.pdf
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1、优秀学习资料欢迎下载 高一物理冲量和动量第二节动量定理人教版 【同步教育信息 】 一. 本周教学内容 第八章动量 第一节冲量和动量 第二节动量定理 二. 知识要点 理解动量概念及其物理意义,理解冲量概念及其物理意义,理解动量定理意义会用动 量定理求平均冲力。 三. 重点、难点解析 (一)冲量 1. 定义:力和力的作用时间的乘积叫冲量。定义式 FtI 2. 冲量是矢量,方向由力的方向决定,若力是恒力则冲量方向与力的方向一致,若力不 是恒力则由平均力确定冲量方向。 3. 冲量的单位牛秒记作 sN 4. 冲量的物理意义:冲量是力F 在时间 t 内的积累效果。不是瞬时效果。如汽车启动时, 为了达到相同
2、的速度,牵引力要作用一段时间。而牵引力大小不同,作用时间也不同。牵 引力大, 加速时间短, 牵引力小, 加速时间就要长。冲量就是描述力在一段时间内总的“作 用”多大和方向如何。 5. 力和冲量的区别,力F 和冲量Ft都是描述力的作用效果的物理量都是矢量。力是描 述瞬时作用大小,力大则物体运动状态改变得快。而冲量是力在一段时间内总的效果,不 只与力的大小有关还与作用时间有关。较大的力作用较短的时间,与较小的力作用较长的 时间起的作用是相同的,使物体运动状态改变多少是相同的。冲量是过程量。 6. 冲量的计算FtI只适合于恒力计算冲量 其中 F 是几个力的合力,即有几个力同时作用。 tFtFtFI
3、21合 若几个力作用时间不等 nnt FtFtFI 2211 (二)动量 1. 定义:物体的质量与速度的乘积叫动量 定义式mvP式中v取地球作参考系 2. 动量是矢量,方向与瞬时速度v方向相同。 3. 动量单位:千克米/ 秒记作smkg/ 4. 物理意义:速度是状态量,速度与质量乘积也是状态量。相同动量的物体不管速度大 小,质量大小,克服相同阻力运动的时间相同,即它们具有的做机械运动的本领是相同的。 5. 动量与速度、动能的区别 速度是描述运动状态的物理量,只能“从它是如何运动”的角度来描述运动,不能反 应物体与外界联系。 动量是从物体运动与外界的联系即相互作用角度来描述物体是怎样运动的,除了
4、说明 它现在怎样运动,还说明它将来克服阻力时会怎样。 动量与动能也不相同,动能的大小是物体克服阻力,别的形式的能量可增加多少,如 物体克服摩擦力做功,动能转化为内能,动能减少多少,内能就增加多少。而动量减少的 优秀学习资料欢迎下载 值与内能增加的值不相等。 动量的改变是与外力的冲量相对应的,动能的变化与外力功相对应。 6. 动量变化 动量变化是末动量与初动量之差,公式为 12 PPP它应是矢量之差,用平行四边 形求出。 如下图 1 PP, 2 PP P2 P1 P (三)动量定理 1. 表述:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化 公式: 00 PPmvmvI tt 2. 动量定理的意义 (1
5、)力对时间的积累效果是物体的动量发生变化的原因。冲量是与作用过程有关的物 理量,作用结果使物体的运动状态改变一定的量,所以力的冲量是动量变化(多少和方向) 的原因。 (2)动量定理是矢量关系,冲量与动量变化不只是大小相等,方向也相同,动量变化 的方向与合外力或合外力的平均力方向相同。 运算中要用矢量运算法则 (3)动量定理的分量式 利用动量定理的分量可解一个方向上动量变化 由正交分解法可以把动量和冲量都分解到正交的xy轴方向上, 0 P分解为 x P0 和 y P 0 t P分解为 tx P和 ty P,I分解为 x I和 y I xtxx PPI 0ytyy PPI 0 (4)冲力的意义 由
6、动量定理得 t P FF叫冲力 它是时间 t 内的平均值。 实际的作用力是变化幅度很大,而变化的时间很短,F 变化是 很快的。 3. 动量定理与牛顿第二运动定律的关系 由牛顿第二定律可导出动量定理,两条规律都反映了外力与运动状态改变之间的因果 关系。但它们反映的侧面不同,牛顿第二定律说明了力与运动状态改变的瞬时关系,动量 定理反映了一段时间内力作用效果与状态改变(多少、方向)关系。 动量定理是力作用与始末状态关系,可以不管某一时刻力的瞬时值,更适合于变力作 用情况,如冲击、碰撞、反冲运动等。 牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动。 动量定理适用范围要宽得多 4. 应用动量定理的解题步骤 应用动量
7、定理解决的两类题:一是已知冲量(冲力)求动量变化;一是已知动量变化 求冲量(冲力)。 解题步骤是 优秀学习资料欢迎下载 (1)选择恰当的物体或物体系作为研究对象。 (2)对研究对象进行受力分析,从而确定所研究过程中所受各力的冲量。 (3)选择正方向,确定初、末态动量。 (4)根据动量定理列方程、求解。 【典型例题】 例 1 关于恒力的冲量与功的关系,下列叙述正确的是() A. 力做功,必有冲量(不为零) B. 力有冲量必做功 C. 力不做功,必冲量为零 D. 力的冲量为0,必不做功 解:做功是物体在力方向有位移,看物体是否有位移,冲量是力作用一段时间看时间A、 D正确。 例 2 做平抛运动物体
8、,第1 秒内和第2 秒内冲量比较() A. 第 2 秒冲量比第1 秒大,方向相同 B. 第 2 秒冲量与第1 秒内冲量大小相等,方向不同 C. 第 2 秒冲量与第1 秒内冲量大小相等,方向相同 D. 由于平抛运动速度大小、方向随时变化、不能确定 解: 平抛物体受重力为恒力,第1 秒,第 2 秒内时间相同,所以第1 秒内、第2 秒内 冲量相等, C正确。 例 3 一个质量为kg1 .0的钢球以sm/0 .6的速度向右运动碰到一竖直坚硬的障碍物后弹 回,沿同一直线以sm/0. 6的速度向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多 少?动量变化的方向怎样? v0 vt 解析: 如图示,设钢球初速
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