第2章第8节动量动量定理

12019/12/20物理动量动量定理合肥铁路工程学校机电教研室22019/12/20第2章第8节动量、动量定理温故知新学习探究课题引入知识强化课堂延伸提纲挈领32019/12/20温故知新1、牛顿第一定律告诉了我们哪两个自然规律？答：告诉我们①一切物体都具有惯性；②力是改变物体运动状态的原因。力是使物体产生加速度的原因。2、惯性和什么有关？和物体质量有关。一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性，惯性的大小只和物体质量的大小有关。42019/12/20温故知新牛顿第二定律1、内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。2、数学表达式F合=ma3、对牛顿第二定律F合=ma的理解①、瞬时性；②、矢量性；③、同一性；④、因果性52019/12/20用牛顿第二定律解计算题的一般步骤1、确定研究对象一般需要知道物体的质量。2、对研究对象进行受力分析和运动情况分析按照重力、接触面（弹力、摩擦力）和题目已知力的次序分析。运动情况主要看是匀速还是加速、减速。3、建立坐标系，求出合力物体运动方向是X轴的正方向。4、沿着坐标轴，列出牛顿第二定律的方程。沿着X轴列出牛顿第二定律的主要公式。温故知新62019/12/20牛顿三大定律的相互关系1、牛顿第一定律（惯性定律）反映了力是物体运动状态改变的原因，并不是维持物体运动状态的原因。牛顿第一定律是第二定律的基础。2、牛顿第二定律（F合=ma）反映了力和运动（加速度）的关系。偏重于说明一个特定的物体。3、牛顿第三定律（作用力和反作用力定律)反映了物体之间的相互作用规律。温故知新72019/12/20我们继续学习第二章第八节学习探究今天讨论打击和碰撞这两类特殊的问题82019/12/20问题：鸡蛋从一米多高的地方落到地上，鸡蛋却没有打破，有没有这个可能呢？学习探究演示：粉笔从一米多高处落到讲台上，粉笔会不会断呢？1、直接落在桌面上，粉笔断成两、三截；2、粉笔落在物理书上，完好无损。不同的结果，解释起来很简单，粉笔碰撞受到的冲击力不一样大，落在物理书上受到的力小。92019/12/20学习探究思考：一个物体对另一个物体的作用本领与哪些物理量有关?同样质量的羽箭,一支用弓射出,而另一支用手掷,哪一支穿透本领大?一个物体对另一个物体的作用本领与物体的速度有关。质量相同速度不同102019/12/20学习探究思考：一个物体对另一个物体的作用本领与哪些物理量有关?足球场上一个足球迎头飞过来，你的第一个反应是什么？那么如果以相同速度飞过来一个铅球呢？一个物体对另一个物体的作用本领与物体的质量有关。速度相同质量不同112019/12/20学习探究结论：一个物体对另一个物体的作用本领不仅与物体的质量有关还和物体的速度有关。物体的质量越大，速度越快，对其余物体的打击越厉害。1、动量的定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量。动量用来描述运动物体的作用效果。动量的单位：动量是矢量，方向与速度方向一致。mvPsmKg/122019/12/20学习探究2、动量的变化：动量变化的分为三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。例1、火车出站，加速运动，火车的动量增加了。例2、钢球自高处落下，竖直向上弹回，开始钢球的动量向下，弹回时钢球的动量向上，动量的方向改变了。132019/12/20学习探究例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？解：钢球碰撞前的动量方向向右钢球碰撞后的动量方向向左mvP）（smKgmvP/6.061.000）（smKgmvPtt/6.0)6(1.0）（smKgPPt/2.16.06.0-0规定初速度方向为正，与之反向为负。所以动量变化量向左142019/12/20学习探究例2、质量为0.2Kg的皮球自高处落下，以速率V1=10m/s碰地，竖直向上弹回，离地时速率为V2=8m/s，在碰撞过程中，皮球动量变化了多少？解：皮球碰撞前的动量方向向下皮球碰撞后的动量方向向上mvP）（smKgmvP/2102.010）（smKgmvPt/6.1)8(2.02）（smKgPPt/6.326.1-0规定初速度方向为正，与之反向为负。所以动量变化量向上152019/12/20学习探究讨论：力是改变物体运动状态的原因，但是改变的过程不光要考虑力的大小，还必须考虑力的作用时间。例如，行驶的汽车，如果紧急刹车，即对汽车施加很大的制动力，汽车在很短的时间就会停下来。如果只施加很小的制动力，经过较多的时间汽车也会停下。3、冲量的定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。冲量表示力的时间累积效果。冲量的单位：牛顿秒冲量是矢量，方向与合外力方向一致。FtIsN162019/12/20学习探究讨论：冲量与牛顿第二定律的联系。假设质量为m的一颗子弹射入墙那一刻的速度为Vo，射出后的速度为Vt，所用时间为t，墙对子弹的作用力为一恒力F，那么冲量等于多少？172019/12/20学习探究假设质量为m的一颗子弹射入墙那一刻的速度为Vo，射出后的速度为Vt，所用时间为t，墙对子弹的作用力为一恒力F，那么冲量等于多少？解：加速度为子弹受到的力主要就是墙对子弹的阻力F（撞击力）根据牛顿第二定律：tvvaotF0mvmvFttvvmmaFtot182019/12/20学习探究动量定理：物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理。动量定理描述的是一个过程，它表明物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体动量的变化是由它受到的合外力经过一段时间积累的结果。动量定理一般用来处理打击、碰撞这类问题，在这类问题中，我们有时为了讨论方便把撞击力就当作合外力。otmvmvtF合192019/12/20讨论：在动量变化量一定时,撞击力与碰撞时间有什么关系？学习探究保持一定otmvmvFt，Ft，结论：在动量变化量一定时,碰撞时间越长，撞击力越小；碰撞时间越短，撞击力越大。otmvmvtF合202019/12/20学习探究解释现象：(1)粉笔落到物理书上不容易断裂,知道什么原因吗?(2)人从高处下落,脚触地后要顺势屈膝下蹲,有什么好处?(3)装修房屋地面时,要将瓷砖铺牢,需要用锤子砸,选铁锤还是橡皮锤好?(4)往木质家具上钉钉子时,为什么选铁锤而不是橡皮锤?212019/12/20船靠岸时边缘上的废旧轮胎包装用的泡沫材料学习探究222019/12/20学习探究新闻报道：1962年11月，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。问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？232019/12/20课本例题2-13.一个质量为0.3kg的棒球，以20m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为30m/s，设球棒与棒球的作用时间为0.02s，求球棒对棒球的平均作用力有多大？1242019/12/20学习探究利用动量定理解题的步骤：(1)确定研究对象：一般为单个知道质量的物体。(2)明确物理过程：找出物体的初速度、末速度并确定时间。(3)对研究对象进行受力分析，求出合外力的冲量。如果初、末速度在一条直线上，要选定初速度的方向为正方向，并给合外力力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向。(4)根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。252019/12/20学习探究利用动量定理解题的步骤：(1)确定研究对象：0.3kg的棒球。(2)明确物理过程：物体的初速度20m/s、末速度30m/s和作用时间为0.02s。初速度是+20m/s、末速度是-30m/s。(3)对研究对象进行受力分析，求出合外力的冲量。棒球主要受到球棒的打击力，其余的力如球的重力都可以忽略不计。(4)根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。262019/12/20学习探究动量定理：物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理。带入动量定理公式负号表示方向和初速度的方向相反。otmvmvtF合)(1569203.0)30(3.0sNtF)(75002.0)(15NsNtFtF272019/12/20学习探究课本例题2-12。质量为10g的子弹射入木块前的速度为820m/s，射穿后的速度为720m/s，所用时间为2×10-4秒，求木板对子弹的平均阻力。解：选取子弹的初速度为正方向，子弹受到的力主要就是墙对子弹的阻力F（撞击力）根据动量定理：F)(10510282001.072001.03400NtmvmvFmvmvFtttstgmsmvsmvt40102,01.0,720,820282019/12/20学习探究找出守株待兔故事中的有关动量知识!假设兔子的头部遭受等于自身体重的撞击力就会致命，设兔子与树干的作用时间为0.2秒，则兔子奔跑速度大约是多少？292019/12/20用牛顿第二定律解计算题的一般步骤1、确定研究对象2、进行受力分析和运动情况分析，画受力图按照重力、接触面（弹力、摩擦力）和题目已知力的次序分析。运动情况主要看是匀速还是加速、减速。3、建立坐标系，求出合力运动方向是X轴的正方向。力不在轴上要正交分解。4、列出牛顿第二定律方程，求出加速度。沿着X轴列出牛顿第二定律的主要公式。5、选择运动学公式，求出所需求的运动学量。学习探究302019/12/20用牛顿第二定律解计算题的一般步骤1、确定研究对象一般需要知道物体的质量。2、对研究对象进行受力分析和运动情况分析按照重力、接触面（弹力、摩擦力）和题目已知力的次序分析。运动情况主要看是匀速还是加速、减速。3、，建立坐标系，求出合力物体运动方向是X轴的正方向。4、沿着坐标轴，列出牛顿第二定律的方程。沿着X轴列出牛顿第二定律的主要公式。课堂小结