选修3-5：16.6《用动量概念表示牛顿第二定律》.ppt

高中物理新人教版选修３- 5系列课件;16.6《用动量概念表示牛顿的第二定律》;教学目标;★教学重点 理解动量定理的确切含义和表达式 ★教学难点 会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ;观察并思考;生活中的这些现象都是什么原理呢？;F;F;1、冲量（I）：在物理学中，物体受到的力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。I=F ·t，单位—牛·秒（N ·s） 它是矢量，方向与力的方向相同。;因此，上式可以表述为：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化。 即I=△P 这个结论叫做动量定理;应用举例 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？ 分析：压铁钉与敲铁钉区别在于：压铁钉时锤子是静止在铁钉上，敲铁钉时，铁锤以较大的速度与铁钉碰撞；压铁钉时作用时间长，而敲铁钉作用时间短，致使铁钉受到的作用力不同．;2、杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块，石裂而人不伤，这是什么道理？请加以分析． 分析：大石块意味它的质量很大：“猛击”表示作用力很大，且作用时间极短；“人未受伤”说明大石块对人身体的压强不大．;用铁锤猛击放在“大力上”身上的大石块，大石块受到很大的打击力而破裂，但是，根据动量定理得 对大石块来说，虽然受到的作用力F很大，但力作用时间极短，而大石块的质量又很大，因而引起的速度变化就很小，即大石块几乎没有向下运动，而且石块与人的身体接触面积又较大，据 ，所以人身体受的压强并不很大，故此人不会受伤（当然，这还和表演者技术本领有关）． ;惊呼后的断想 据报载：1962年，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，飞行员弹射逃生。;【解析】设鸟的质量m=1.0kg，鸟的身长L=15cm（除去毛），鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，相撞??鸟的速度约为0（因远小于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同.飞机飞行速度v=600m/s（现代超音速飞机的飞行速度是声速的二到三倍），因飞机质量M m,故相撞过程中飞机速度不变，因此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.5×10-4s.; 取鸟为研究对象，因撞击时间极短，因此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的撞击力为F.根据动量定理可得： F·t=mv1-mv0 F=(mv1-mv0)/t=1.0×600/2.5×10-4N=2.4×106N. 这里所求出的撞击力F，实际上只是撞击时间内的平均值，可近似认为撞击力的峰值Fm=2F=4.8×106N.; 根据牛顿第三定律可知，鸟与飞机相撞时，飞机所受的最大撞击力亦为4.8×106N，这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压强P=F/S=4.8×106/0.01=4.8×108Pa，这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的.;南瓜炮弹击穿汽车 来自美国印第安纳州埃利茨维尔的布里斯托发明了一中“南瓜炮”。“南瓜炮”重约两吨，发射重10磅（约4.54公斤）的“南瓜炮弹”所需的推力高达11300磅（约5130公斤），“南瓜炮弹”离开炮口的时速达900英里（约1448公里）。布里斯托准备带着他的发明参加首届南瓜推力比赛。在日前的测试中，这枚“南瓜炮”发射的“南瓜炮弹”击穿了一辆1978年的旧车后部。根据这些数据，你能利用所学估算出炮弹对汽车的冲力大小吗？;;;3、动量的变化;例一：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/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？;例1解：取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v=2m/s，碰撞前钢球的动量P=mv=0.2×2kg·m/s=0.4kg·m/s。碰撞后钢球的速度为v′=0.2m/s，碰撞后钢球的动量为 p′=m v′=-0.2×2kg·m/s=-0.4kg·m/s。 △p = p′- P = -0.4kg·m/s-0.4kg·m/s =0.8kg·m/s，且动量变化的方向向左。;例二：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45o，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45o，速度大小仍为2m/s，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？;例2解：碰撞前后钢球不在同一直线运动，据平行四边形定则，以△P和P为邻边做平行四边形，则Pt就等于对解线的长度，对角线的指向就表示Pt的方向.△p = p′- po 方向竖直向上,大小就等