动量动量守恒定律.教程分析.ppt

★一、动量——运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。用符号p表示，即： ★二、冲量——力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量。通常用符号I来表示冲量，则： 1．系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取. 1、内容：物体在碰撞时，若系统不受外力或者所受外力的合力为零，这个系统的总动量保持不变。 * 第一节 物体的碰撞 第一节 物体的碰撞 ④是矢量，动量的方向和速度方向相同 ③国际单位是：千克·米/秒（kg·m/s） ①物理意义：描述物体处于某一运动状态时（运动效果）的物理量 P=mv ②是状态量 【说明】 动量和动能的关系： 动能发生变化，动量一定发生变化 动量发生变化，动能不一定发生变化 ④是矢量，它的方向是由力的方向决定的，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同 ③国际单位是：牛·秒（N·s） ①物理意义：表示力对时间的积累效应 I=Ft ②是过程量。必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量 【说明】 (计算恒力的冲量） F F F F F F F F v =v0 v =v t ————F 作用了时间 t——— 质量为m 的物体在光滑水平面上受水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v0 变为 vt F F v =v0 v =v t ——— F 作用了时间 t — 分析： 由牛顿第二定律知：F = m a 而加速度： 整理得： 可以写成： F F mv0 mv t ——— F 作用了时间 t — 动量定理：合力的冲量等于物体动量的改变量 mv0 mvt F 作用了时间 t 可以写成： 总结： ★三、动量定理——物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。即： 【说明】 F合 t=mvt－mv0 I合=△p ⑴公式中F合是物体所受合力，t是物体从初动量变化到末动量所需时间, vt是末速度，v0是初速度。 ⑵动量定理表达的含义有以下几方面：　①冲量与物体动量变化的互求关系式。　②物体动量变化的大小和它所受合外力冲量的大小相等。 ③物体所受合外力冲量的方向和物体动量变化的方向相同。 ⑶适用范围：适用于恒力及随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F合应理解为变力在时间内的平均值。 【注意】 ⑴ 动量定理可由牛顿第二定律以及加速度的定义式导出，故它是牛顿第二定律的另一种形式，但是两者仍有很大区别： ①牛顿第二定律是一个瞬时关系式，它反映某瞬时物体所受合外力与加速度之间关系（仅当合外力为恒力时，a为恒量，整个过程与某瞬时是一致的）； ②而动量定理是研究物体在合外力持续作用下，在一段时间里的累积效应，在这段时间内，物体的动量发生变化． ⑵应用动量定理时，应特别注意△p是矢量差，F合是合外力，须先选定正方向． ⑶动量定理是矢量方程：对某一方向研究时可写成分量式，即:Fxt=△Px，Fyt=△Py，即某一方向的冲量只引起该方向的动量改变。 ⑷依动量定理 ，即物体所受的合外力等于物体的动量变化率。（动量定理的另一种描述） ⑸用动量定理解释现象可分为下列三种情况： 1、△p一定，t短则F大，t长则F小 2、F一定，t短则△p小，t长则△p大 3、t一定，F短则△p小，F长则△p大 应用动量定理解题的步骤： 1、确定研究对象和过程（初末状态） 2、进行受力分析，确定全部外力及作用时间 3、设定正方向，确定每个力的冲量和初末状态的动量 4、根据动量定理列方程求解。 【例】一个质量为0.18kg的垒球，以25m/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45m/s。设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？ 【作业】一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个沙坑里，若从小球接触沙坑到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内沙坑对小球的平均作用力为多少? （g取10m/s2，不计空气阻力） 2．内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力. 3．外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力，称为外力． (V1V2) 解：取向右为正方向 碰撞之前总动量： P=P1+P2=m1υ1+m2υ2 碰撞之后总动量: P’=P’1+P’2=m1υ’1+m2υ’2 ’ ’ υ’1 ’ F1 = – F2 即 故 p = p 在碰撞过程中,由牛顿第三定律知 ∴ 又 ∴ ∴ A B B B A A v1 v2 F1 F2 2、公式： 动量守恒定律 应用动量守恒定律解题时注意： 系统性 矢量性 相对性 同时性 应用动量守恒定律解题的步骤： 1、确定研究对象组成的系统，分析所研究的物理过程中，系统受外力的情况是否满足动量守恒定律的应用条件 2、设定正方向