牛顿第二定律的动量表示矢量式.PPT

用动量概念表示 牛顿第二定律 执教： 常州市第一中学 季一鸣 2009年5月 观察现象，并做解释 利用运动学公式和牛二律很容易得出: 观察1：人从凳子上跳下来 生活中的这些现象都是什么原理呢？ 2、应用动量定理时，应特别注意F t为矢量， 是矢量差，而且F是合外力． 3、对于变力的情况，动量定理中的 F 可看成是变力在作用时间内的平均值． * * 用恒力推物体，物体运动了，为什么会这样？ 请问用动能表示牛顿第二定律时，我们发现了什么？ 若用动量表示牛顿第二定律，我们又能有什么发现？ F F 作用了时间t v0 vt ——这是牛顿第二定律的另一种表述 一、牛顿第二定律的动量表示 矢量式 【问题】你对“Ft”有怎样的理解？ 上式还可整理得： 上式右边是动量的变化量，那么左边有什么物理意义呢？（联系对动能定理的理解） 是过程量。 二、冲量 1、概念： 力F和时间t的乘积叫做力F在这一段时间内的冲量。 2、定义式：I=Ft 3、单 位： 牛秒，符号是NS 4、对冲量的理解： （2）过程性 （1）矢量性 运算遵循平行四边形定则 （3）绝对性 力的冲量与参照物的选择无关 5、与“功”要区别开来 例1、质量为m的物体A受如图所示F的力作用了t s，物体始终保持静止，则在此过程中（ ） 600 F A、 F 的冲量大小为F t cos600 B、 F 的冲量大小为 0 C、 F 的冲量大小为 F t D、合力的冲量为 0 思考：重力的冲量和地面对物体的支持力的冲量各为多少？ CD 答案：mgt和(mg - F )t 当一个物体收到合力的冲量后会怎样？ 1、内容： 物体所受合力的冲量等于物体动量的变化 三、动量定理 2、表达式： 3、应用 观察2：从重物下面抽出纸张 思考：你还能利用动量定理解释那些现象？ 答案：I= ΔP=2mv. 4-1：质量为m的物体，沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动。求物体所受的合外力在半周期内的冲量。 v v 4-2：以速度V0水平抛出一个质量为1kg的物体，若在抛出后5s钟落地,求它后3s内动量的变化。 v0 答案：ΔP=mgt=30kgm/s 根据上述,你可归纳出什么结论？ 4、算算看 4-3：如图，用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里去，打击时铁锤的速度v=4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为零，打击的作用时间是0.01s，求铁锤钉钉子的平均作用力。 v F G 解析：取铁锤作为研究对象，铁锤受到钉子的作用力为F，取竖直向下为正方向，则由动量定理得： （ mg - F)t= 0-m v F= mv/t+mg = (200+5)N = 205N 即铁锤受到的作用力为205N，方向向上；依据牛顿第三定律，铁锤钉钉子的平均作用力为205N，方向向下。 5、运用动量定理解题步骤： （1）确定研究对象； （2）明确研究过程，对研究对象进行受力分析。 （3）找出物体的初末状态并确定相应的动量； （4）选定正方向； （5）根据动量定理列方程求解； （6）对结果进行必要的分析。 【注意】 1、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（仅当合外力为恒定不变时，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，物体的动量获得增加． （3）恒力作用有冲量，变力作用也有冲量。只要物体受到的冲量相同，而无论力大还是力小，其动量变化就一定相同。这样，即使在作用力比较复杂的情况下，牛顿第二定律难以应用时，动量定理却完全可以应用。