动量及动量定理.ppt

2 动量和动量定理(第1课时) 十 六 制 作 人 刘 大 明 制作时间 2013年1月27日 在上节课探究的问题中，发现碰撞的两个物体，它们的质量和速度的乘积mv在碰撞前后很可能是保持不变的，这让人们认识到mv这个物理量具有特别的意义，物理学中把它定义为物体的动量。 定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，用公式表示为: 　　　 动量(momentum) p=mv 最早提出动量概念的是法国科学家笛卡尔，十七世纪，以笛卡儿为代表的西欧的哲学家们提出了这样一种观点：若找到一个适当的物理量来描述，运动的总量是守恒的。这就是运动不灭的思想。他继承伽利略说法，定义质量和速率的乘积为动量。笛卡尔认为，这是量度运动的唯一正确的物理量。 荷兰数学家、物理学家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞问题时发现：按照笛卡儿的定义，两个物体运动的总量在碰撞前后不一定守恒。结论：“每个物体所具有的‘动量’在碰撞时可以增大或减少，但是它们的量值在同一的方向的总和却保持不变，如果减去方反向运动的话。” 牛顿把笛卡儿的定义作了重要的修改，即不用质量和速率的乘积，而用质量和速度的乘积，这样就找到了量度运动的合适的物理量。牛顿把它叫做“运动量”，就是现在说的动量。 英国：牛顿 科学前辈们就是在追寻不变量的努力中，逐渐建立了动量的概念，发现了动量守恒定律。 一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 你已经站在牛顿的肩膀上了吗？ １、定义：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，用公式表示为 p=mv 　　　 动量(momentum) 2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克·米/秒，符号是 kg·m/s ； 3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同； 4、动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量； 5、动量是相对的，与参考系的选择有关。 注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度 动量的变化?p 1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量 p 跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即 2、动量变化的三种情况： 大小变化、方向改变或大小和方向都改变。 P P′ ?p = p - p 3、同一直线上动量变化的运算： ΔP P P′ ΔP P′ P P′ P′ P′ ΔP P P′ 不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则： ΔP P P′ ΔP 也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端 动量的变化?p 能量转移或转化（守恒）原理涉及两个物体以上的系统间的相互作用；而就一个物体而言，用“功能关系”描述了物体受力在空间积累上的效果是动能这一状态量的改变，即动能定理。 “动量不变”也涉及两个物体以上的系统间的相互作用；那么就一个物体而言，动量的改变是由什么引起的呢？ 你能设计简化模型证明你的结论吗？ 设置物理情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v 变为v’，如是图所示： 分析： 由牛顿第二定律知： 而加速度定义有： 变形可得： F = m a 联立可得： =⊿p/⊿t 这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。 表明动量的变化与力的时间积累效果有关。 １、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为 I=Ft 2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s 冲量(impulse) 3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同 4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 动量定理(theorem of momentum) 1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。 2、表达式： 或 3、加深理解： 1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映； 2）表明合外力的冲量是动量变化的原因； 3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同： 合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。 我们以“匀速直线运动”模型证明了动量定理。即物体受恒力的情景。但是碰撞过程中或实