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职高物理(人教版-机械建筑类)教案:动量、冲量、动量定理
;一、冲量
1.定义: 和 的乘积,称为力的冲量.可表示为 ,单位为 ,它是过程量,表示力对 的积累.
2.冲量是矢量,对于具有恒定方向的力来说,冲量的方向与 方向一致;对于作用时间内方向变化的力来说,合外力冲量的方向与相应时间内物体动量 的方向一致.;二、动量
1.定义:物体的 的乘积,称为动量.可表示为 ,单位为 ,它是状态量.由于物体速度相对不同参考系具有不同值,所以它也具有相对性.
2.动量是矢量,其方向与物体 .方向相同.;【特别提示】同一直线上的冲量、动量可以通过取定正方向,将它们转化为代数形式表示.若冲量方向、动量方向与正方向相同,则用代数正值表示;若冲量方向、动量方向与正方向相反,则用代数负值表示;代数值的绝对值表示冲量、动量大小.
;三、动量定理
1.内容:作用在物体上的 等于物体动量改变量Δp.表达式 .
2.对动量定理的理解:①矢量关系:物体在某段过程中动量改变量方向与所受到的冲量方向相同; ②因果关系:合外力冲量是引起动量变化的原因,合外力冲量也是动量变化的量度; ③对应关系:合外力冲量与动量改变量应对应于同一过程,对应于同一物体.; 冲量、动量、动量变化的矢量性
从同一高度以相同的速率抛出质量相同的三个小球,a球竖直上抛,b球竖直下抛,c球水平抛出,不计空气阻力,则( )
A.三球落地时的动量相同
B.三球落地时的动量大小相同
C.从抛出到落地过程中,三球受到的冲量相同
D.从抛出到落地过程中,三球受到的冲量大小相同; 根据机械能守恒定律可知,三球落地时,速度大小相等,但c球速度方向与a、b球的速度方向不同,故A错,B对;从抛出到落地过程中,三球均仅受重力作用,但三球在空中运动时间不同,故C、D均错.正确答案为B.
冲量和动量是矢量,既有大小又有方向.; 变式训练1:一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球动量变化量的大小△p和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为( )
A. △ p=0 B. △ p=1.8kg×m/s
C.W=0 D.W=10.8J; 运用动量定理时,要对应好过程
从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是( )
A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,掉在草地上的玻璃杯动量小
B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小;C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变慢,掉在草地上的玻璃杯动量改变快
D.掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长,根据动量定理,在动量改变量相同的情况下,草地对玻璃杯的作用力小; 设玻璃杯下落高度为h.它们落地瞬间的速度大小为 ,设玻璃杯的质量为m ,则落地瞬间的动量大小为p=m ,与水泥地或草地接触Dt时间后,杯子停下(静止),在此过程中,玻璃杯的动量变化为Dp=0-m ,再由动量定理可知F×Dt=Dp-m ,所以F= . ;由此可知 越大,杯子受合力F越大,掉在水泥地上动量变化快,所以掉在水泥地上杯子受到的合力大,冲力也大,所以杯子易碎.正确答案应选D.; 应用动量定理解释一些现象时,应注意动量改变量一定的情况下,时间越长,物体所受的合外力越小??也可以这样来表示:F合= ,即合外力等于动量的变化率. ;变式训练2:体重为m=60kg的建筑工人不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护,建筑工人最后被悬挂在空中.已知建筑工人身上系的安全带长为L=5m,弹性安全带缓冲时间是t=1.0s,则在缓冲过程中安全带所受到的平均冲力是多大? (g=10m/s2)
; 飞机场附近通常都安装有用以驱逐飞鸟的电子设备,防止飞鸟对飞行的飞机带来的危害.现设飞鸟的质量m=0.5kg,身长L=0.2m, 飞机飞行的速度为v=500m/s, 若该鸟与飞机相撞,试估算飞机受到的冲击力.
; 鸟的速度相对较小,可以忽略不计.鸟与飞机碰撞后速度变成与飞机速度相等.因此可以认为鸟与飞机作用过程中飞机向前移动位移为L
鸟与飞机冲击作用时间为t=
代入数据得t=4.0×10-4s
鸟碰撞飞机过程中,以鸟为对象,根据动量定理得Ft=mv-0,
得F= =6.25×105
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