4.5 动量 动量定理.ppt

4.6 动量 动量定理 冲 量 动量定理 动 量 问题引入 问题引入 请你想一想鸡蛋分别掉到海绵上和水泥地上有什么不同，为什么？ 一个物体对另一个物体的作用效果，不仅与它的速度有关，还与它的质量有关。 手掷出的子弹与枪口高速飞出的子弹是不一样的。 火车即使速度很慢，对被撞的物体也能产生很大的破坏力。 一、动量 1. 定义 质量和速度的乘积叫做物体的动量。 p = mv 2. 公式 3. 方向 与速度方向一致。 4. 单位 千克访?秒 ( kg ?m / s )。 5. 说明 （1）动量是描述机械运动状态的物理量，是状态量。 （2）一个物体对另一个物体的作用效果不仅与它的速度有关，还与它的质量有关。 （3）动量的变化量等于物体末动量与初动量的之差。 1. 定义 力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 二、冲量 I = F t 3. 方向 与作用力的方向相同。 2. 公式 4. 单位 牛访耄?N ?s ）。 5. 说明 冲量是力在时间上的累积效果，是过程量。冲量是改变物体机械运动状态的原因。 1. 动量定理 物体所受合外力的冲量等于它的动量的改变量，这叫做动量定理。牋牋牋牋牋牋牋牋牋牋牋? 2. 说明 （1）冲量的效果是改变受力物体的动量，因此动量定理是一个关于过程的规律。冲量的大小总等于动量改变量的大小；冲量的方向总跟动量改变量的方向一致。 （2）当几个力（恒力）同时作用于物体时，表达式中的冲量理解为各个力的合冲量。 三、动量定理 3. 对动量定理的讨论 （1）F 可以是恒力也可以变力，动量定理通常用来解决碰撞、打击一类问题 ; （2）在物体的动量改变量一定时，通常用延长作用时间的办法来减少冲力，即缓冲； （3）在力的作用时间很短时，冲力通常很大，此时可忽略重力、摩擦力等力。 例如，两个相同的玻璃杯从相同的高度落下，摔在水泥地上的立即碎了,摔在松软的沙土地上的完好无损。这是因为两个杯子的动量变化相等。摔在水泥地上的杯子与地撞击的时间短，杯子受力大，所以碎了。摔在沙土地上的杯子与地撞击的时间长，杯子受力小，所以没碎。 （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并找出相应的时间过程。 （3）动量定理在解题时，不涉及过程的变化细节，只涉及到力、作用时间及相应的初、末状态的速度，往往使解题过程变得简便。 （2）F，v，v0 三者方向在一条直线上时，选定正方向。与正方向相同的物理量为正，与正方向相反的物理量为负。 4. 利用动量定理的解题注意事项 例1 一个质量为0.18 kg 的垒球，以水平速度25 m/s 飞向球棒，被球棒打击后垒球反向水平飞回，如图所示。飞回时球的速度大小是 45 m/s ,求垒球动量的变化量。假设垒球与球棒的作用时间是0.01 s，试计算球棒击球的平均作用力。 解: 取垒球原来的飞行的速度v0的方向为正方向，则v0 = 25 m/s , 垒球飞回的速度 vt = ?45 m/s，负号表示方向相反。 垒球的动量变化量 负号表示垒球的动量变化量与垒球的初速度方向相反。 根据动量定理,可得球棒击球的平均作用力 负号表示球棒击球的平均作用力的方向与垒球原来的飞行方向相反。 例2 用 5.0 kg 的铁锤把铁钉打进铁路的枕木里去，打击时铁锤的速度是5.0 m/s。如果打击的作用时间是0.01 s 。 求打击时的平均作用力 。不计铁锤的重量。 解：铁锤打击铁钉时，速度从 v0 = 5.0 m/s 变到vt = 0，受到向上的平均冲力 ，可由动量定理求出。取竖直向上方向为正方向，则有 F 例3 飞机以200 m/s 的速度在空中飞行，突然有一质量为1.5 kg、身长为25 cm 的鹰以10 m/s 的速度迎面撞向机头，请计算出鹰对飞机的平均冲力。 分析：由于飞机的质量远大于鹰的质量，而撞击后鹰的尸体将不成形地贴在机头上，因此，忽略飞机速度的变化，可估算出撞击的时间。 撞击的时间为