冲量与动量全章



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1、第七章 动 量第一课时 冲 量第二课时 动 量 定 理第三课时 习 题 课第四课时 动 量 守 恒第五课时 动 量 守 恒 应 用第六课时 反冲 运动_火箭实例 一辆汽车在急刹车时,一辆汽车在急刹车时,若对车施加很大的阻力,若对车施加很大的阻力,车在很短时间内停止;车在很短时间内停止;如果施很小的阻力,也如果施很小的阻力,也会停下来,不过时间要会停下来,不过时间要长得多。这两种情况,长得多。这两种情况,对汽车运动状态改变的对汽车运动状态改变的效果相同。可见引起状效果相同。可见引起状态改变要考虑作用力和态改变要考虑作用力和力作用的时间这两个因力作用的时间这两个因素素下一页冲量与动量引 入 力对物
2、体的作用是需要时间和空间的。一般来说,力作力对物体的作用是需要时间和空间的。一般来说,力作用物体所产生的效应,既是力在空间上的积累,也是力对用物体所产生的效应,既是力在空间上的积累,也是力对时间的积累:前者是做功使物体运动状态变化,后者是力时间的积累:前者是做功使物体运动状态变化,后者是力的冲量使物体运动状态变化。的冲量使物体运动状态变化。 从冲量、动量和功的有关规律研究、分析解决问题是从冲量、动量和功的有关规律研究、分析解决问题是物理学常用的方法。物理学常用的方法。冲量冲量1.作用在物体上的力和该力作用时间的乘积叫做冲作用在物体上的力和该力作用时间的乘积叫做冲量,用量,用I表示。表示。2.冲
3、量是力在时间上的累积效果,是过程量。冲量是力在时间上的累积效果,是过程量。 物理意义:冲量是改变物体运动状态的原因。物理意义:冲量是改变物体运动状态的原因。3.冲量是矢量。冲量是矢量。 (1) 恒力冲量的方向与恒力方向相同;恒力冲量的方向与恒力方向相同; (2)变力冲量方向与动量的变化量方向一致。变力冲量方向与动量的变化量方向一致。 (3)如果物体受几个力的共同作用,则冲量的方如果物体受几个力的共同作用,则冲量的方向就是合力的方向。向就是合力的方向。 (4)求冲量不仅求大小,还需求方向。求冲量不仅求大小,还需求方向。4.冲量的单位是:冲量的单位是:NsIF t例题1 质量为质量为2Kg的物体的
4、物体A,放在光滑的水平面,放在光滑的水平面上,受如图上,受如图F=10N的力作用了的力作用了10秒,则秒,则在此过程中在此过程中F的冲量大小是的冲量大小是,重,重力的冲量大小是力的冲量大小是,支持力的冲量,支持力的冲量是是,合力的冲量是,合力的冲量是。300例题2 上抛质量为上抛质量为m的物体,空气阻力大小恒为的物体,空气阻力大小恒为f,上,上升时间为升时间为t1,下落时间为,下落时间为t2,取向下方向为正方,取向下方向为正方向,则向,则 (1)上升过程中重力的冲量为)上升过程中重力的冲量为,阻力的冲,阻力的冲量为量为,合力的冲量为,合力的冲量为 ;(2)下落过程中重力的冲量为)下落过程中重力
5、的冲量为,阻力的冲,阻力的冲量为量为,合力的冲量为,合力的冲量为 ;(3)在全过程中重力的冲量为)在全过程中重力的冲量为,阻力的冲,阻力的冲量为量为,合力的冲量为,合力的冲量为 。动量(1)物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量,)物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量,用用P表示。表示。P=mv(2)动量是描述物体运动状态的物理量,是状态)动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量。量。(3)动量是矢量,动量的方向就是速度的方向,)动量是矢量,动量的方向就是速度的方向,单位单位kgm/s(4)动量的大小正比于物体的速度,所以动量取)动量的大小正比于物体的速度,所以动量取决于参照物。一般取地面为参照
6、物。决于参照物。一般取地面为参照物。(5)动量的变化量:它是物体受外力的作用后,)动量的变化量:它是物体受外力的作用后,动量发生变化的量度,它等于物体末动量与初动动量发生变化的量度,它等于物体末动量与初动量的矢量差。动量的变化量的方向与速度变化量量的矢量差。动量的变化量的方向与速度变化量的方向相同。的方向相同。 练习:一个物体质量为练习:一个物体质量为 m,从高为,从高为h1处由处由静止竖直落下,落到钢板上相碰后被反弹,静止竖直落下,落到钢板上相碰后被反弹,尚能升高尚能升高h2,以向上为正方向,不计空气,以向上为正方向,不计空气阻力。则阻力。则(1)下落过程动量的改变量)下落过程动量的改变量;
7、(2)上升过程动量的改变量)上升过程动量的改变量;(3)与钢板相碰前后动量的变化量)与钢板相碰前后动量的变化量。思考:导致动量发生改变的原因是什么?思考:导致动量发生改变的原因是什么? 动 量 定 理 动量定理推导推导:联立联立F=ma、a=(vt-v0)/t两式解得两式解得: Ft=mvt-mv0=pt-p0=p.内容内容:物体所受的合外力的冲量等于它的动量的物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化变化.注意注意:单位单位“kgm/s 、 Ns”是等效的是等效的,但讲动量但讲动量时应用千克米时应用千克米/秒秒(kgm/s),讲冲量时应用牛讲冲量时应用牛秒秒(Ns);公式中的公式中的F是指物体
8、受力的合外力是指物体受力的合外力;公式中公式中p=pt-p0是矢量运算是矢量运算;冲量描述的是动量的变化冲量描述的是动量的变化,不能说冲量描述的是不能说冲量描述的是动量的大小动量的大小.动量定理的理解 1.动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。动量定理是研究冲量和动量变化之间的规律。冲量的效果是改变受力物体的动量,因此动量冲量的效果是改变受力物体的动量,因此动量定理是一个关于过程的规律。在此过程中,冲定理是一个关于过程的规律。在此过程中,冲量的大小总等于动量改变量的大小;冲量的方量的大小总等于动量改变量的大小;冲量的方向总跟动量改变量的方向一致。向总跟动量改变量的方向一致。 2.当几个力(恒
9、力)同时作用于物体时,表达当几个力(恒力)同时作用于物体时,表达式中的冲量理解为各个力的合冲量。几个力冲式中的冲量理解为各个力的合冲量。几个力冲量的矢量和等于这几个力的合力冲量。量的矢量和等于这几个力的合力冲量。应用举例 1.需要较大作用力,作用力时间应短而急. 2.需要较小作用力,作用力时间应长.一个杯子从相同的高度落下一个杯子从相同的高度落下,摔在水泥的上的立即摔在水泥的上的立即碎了碎了,摔在松软的沙土地上的完好无损。这是因为摔在松软的沙土地上的完好无损。这是因为两个杯子的动量变化相等。摔在水泥地上的与地撞两个杯子的动量变化相等。摔在水泥地上的与地撞的时间短,杯子受力大,所以碎了。摔在沙土
10、地上的时间短,杯子受力大,所以碎了。摔在沙土地上的与地撞的时间长,杯子受力小,所以没碎。的与地撞的时间长,杯子受力小,所以没碎。解释解题时注意事项解题时注意事项 1.正确地确定研究对象,正确对研究对象进行正确地确定研究对象,正确对研究对象进行受力分析,并找出相应的时间过程。受力分析,并找出相应的时间过程。 2.动量定理是矢量表达式。列方程前一定要确动量定理是矢量表达式。列方程前一定要确定坐标方向,确定冲量、动量的正、负。定坐标方向,确定冲量、动量的正、负。 3.定理中的的冲量、动量应都是对同一个惯性定理中的的冲量、动量应都是对同一个惯性参照系的,有相对速度时要特别注意。参照系的,有相对速度时要
11、特别注意。 4.解题时要注意物理过程的分析,不可乱套公解题时要注意物理过程的分析,不可乱套公式。动量定理不涉及过程的变化细节,只要求式。动量定理不涉及过程的变化细节,只要求力、对应的作用时间及相应过程初、末态的速力、对应的作用时间及相应过程初、末态的速度、动量,常使解题过程大为简易、方便。度、动量,常使解题过程大为简易、方便。例例1物体在恒力作用下运动物体在恒力作用下运动,下列说法中正确的有下列说法中正确的有:A. 动量的方向与合力方向相同动量的方向与合力方向相同B.动量的方向与冲量的方向同动量的方向与冲量的方向同 C.动量的改变量方向与合力方向相同动量的改变量方向与合力方向相同D.动量变化率