教科版選修35 1.11.2碰撞　動(dòng)量 課件（31張）.ppt

1碰撞2動(dòng)量 目標(biāo)定位 1 知道什么是碰撞及碰撞的分類 掌握彈性碰撞和非彈性碰撞的區(qū)別 2 理解動(dòng)量 沖量的概念 知道動(dòng)量 沖量的方向 3 知道動(dòng)量的改變量 并會(huì)求動(dòng)量的改變量 4 理解動(dòng)量定理的物理意義和表達(dá)式 能用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象和解決實(shí)際問題 一 碰撞1 碰撞現(xiàn)象做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè) 或幾個(gè) 物體相遇而發(fā)生相互作用 在的時(shí)間內(nèi) 它們的會(huì)發(fā)生顯著變化 這一過程叫做碰撞 很短 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2 碰撞的分類 1 彈性碰撞 碰撞前后兩滑塊的不變 2 非彈性碰撞 碰撞后兩滑塊的總動(dòng)能了 3 完全非彈性碰撞 兩物體碰后 以的速度運(yùn)動(dòng) 完全非彈性碰撞過程動(dòng)能損失最大 總動(dòng)能 減少 粘在一起 相同 二 動(dòng)量1 定義 運(yùn)動(dòng)物體的和的乘積叫動(dòng)量 公式p 單位 符號(hào) 2 矢量性 方向與速度的方向 運(yùn)算遵循定則 3 動(dòng)量是狀態(tài)量 mv 千克 米 秒 質(zhì)量 速度 kg m s 相同 平行四邊形 4 動(dòng)量的變化量 1 定義 物體在某段時(shí)間內(nèi)與的矢量差 也是矢量 p 矢量式 2 動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的運(yùn)算 選定一個(gè)正方向 動(dòng)量 動(dòng)量的變化量用帶有正 負(fù)號(hào)的數(shù)值表示 從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為運(yùn)算 此時(shí)的正 負(fù)號(hào)僅代表方向 不代表大小 末動(dòng)量 初動(dòng)量 p p 代數(shù) 想一想質(zhì)量和速度大小相同的兩個(gè)物體動(dòng)能相同 它們的動(dòng)量也一定相同嗎 答案不一定 動(dòng)量是矢量 有方向性 而動(dòng)能是標(biāo)量 無(wú)方向 三 動(dòng)量定理1 沖量 1 定義 力與的乘積 公式 i 單位 牛頓 秒 符號(hào)n s 2 矢量性 方向與相同 2 動(dòng)量定理 1 內(nèi)容 物體所受合外力的沖量等于物體的 2 公式 ft 或i 力的作用時(shí)間 ft 力的方向 動(dòng)量變化 p p p 預(yù)習(xí)完成后 請(qǐng)把你疑惑的問題記錄在下面的表格中 一 碰撞中的動(dòng)能變化及碰撞分類 1 發(fā)生碰撞的兩物體 若兩物體的形變是彈性的 碰后能夠恢復(fù)原狀 兩物體碰撞前后動(dòng)能不變 這樣的碰撞叫彈性碰撞 2 發(fā)生碰撞的兩物體 若兩物體的形變是非彈性的 碰后不能夠完全恢復(fù)原狀 兩物體碰撞后動(dòng)能減少 這樣的碰撞叫非彈性碰撞 3 若兩物體碰后粘在一起 不再分開 此過程兩物體損失的動(dòng)能最大 這樣的碰撞叫完全非彈性碰撞 例1 一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球a以v0 3m s的速度與一個(gè)靜止的 質(zhì)量為1kg的小球b正碰 試根據(jù)以下數(shù)據(jù) 分析碰撞性質(zhì) 1 碰后a b的速度均為2m s 2 碰后a的速度為1m s b的速度為4m s 答案 1 非彈性碰撞 2 彈性碰撞 二 動(dòng)量和動(dòng)量的變化1 對(duì)動(dòng)量的理解 1 動(dòng)量的矢量性 動(dòng)量是矢量 它的方向與速度v的方向相同 遵循矢量運(yùn)算法則 動(dòng)量是狀態(tài)量 進(jìn)行運(yùn)算時(shí)必須明確是哪個(gè)物體在哪一狀態(tài) 時(shí)刻 的動(dòng)量 2 動(dòng)量具有相對(duì)性 由于速度與參考系的選擇有關(guān) 一般以地球?yàn)閰⒖枷?2 動(dòng)量的變化 p 1 p p p為矢量式 若p p不在一條直線上 要用平行四邊形定則求矢量差 若p p在一條直線上 先規(guī)定正方向 再用正 負(fù)表示p p 則可用 p p p mv mv進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算 2 動(dòng)量變化的方向 與速度變化的方向相同 例2 質(zhì)量為0 5kg的物體 運(yùn)動(dòng)速度為3m s 它在一個(gè)變力作用下速度變?yōu)?m s 方向和原來方向相反 則這段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量為 a 5kg m s 方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反b 5kg m s 方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同c 2kg m s 方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反d 2kg m s 方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同答案a解析以原來的方向?yàn)檎较?由定義式 p mv mv得 p 7 0 5 3 0 5 kg m s 5kg m s 負(fù)號(hào)表示 p的方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反 借題發(fā)揮關(guān)于動(dòng)量變化量的求解1 若初 末動(dòng)量在同一直線上 則在選定正方向的前提下 可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算 2 若初 末動(dòng)量不在同一直線上 運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則 三 對(duì)沖量的理解和計(jì)算1 沖量的理解 1 沖量是過程量 它描述的是力作用在物體上的時(shí)間累積效應(yīng) 求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量 2 沖量是矢量 沖量的方向與力的方向相同 2 沖量的計(jì)算 1 求某個(gè)恒力的沖量 用該力和力的作用時(shí)間的乘積 2 求合沖量的兩種方法 可分別求每一個(gè)力的沖量 再求各沖量的矢量和 另外 如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同 也可以先求合力 再用公式i合 f合 t求解 3 求變力的沖量 若力與時(shí)間成線性關(guān)系變化 則可用平均力求變力的沖量 若給出了力隨時(shí)間變化的圖像如圖1所示 可用面積法求變力的沖量 利用動(dòng)量定理求解 圖1 例3 如圖2所示 在傾角 37 的斜面上 有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 求物體下滑2s的時(shí)間內(nèi) 物體所受各力的沖量 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 答案見解析 圖2 解析重力的沖量 ig gt mg t 5 10 2n s 100n s 方向豎直向下 支持力的沖量 if ft mgcos t 5 10 0 8 2n s 80n s 方向垂直斜面向上 摩擦力的沖量 iff fft mgcos t 0 2 5 10 0 8 2n s 16n s 方向沿斜面向上 借題發(fā)揮求各力的沖量或者合力的沖量 首先判斷是否是恒力 若是恒力 可直接用力與作用時(shí)間的乘積 若是變力 要根據(jù)力的特點(diǎn)求解 或者利用動(dòng)量定理求解 四 對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用1 動(dòng)量定理的理解 1 動(dòng)量定理的表達(dá)式ft p p是矢量式 等號(hào)包含了大小相等 方向相同兩方面的含義 2 動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因 3 公式中的f是物體所受的合外力 若合外力是變力 則f應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值 2 動(dòng)量定理的應(yīng)用 1 定性分析有關(guān)現(xiàn)象 物體的動(dòng)量變化量一定時(shí) 力的作用時(shí)間越短 力就越大 力的作用時(shí)間越長(zhǎng) 力就越小 作用力一定時(shí) 力的作用時(shí)間越長(zhǎng) 動(dòng)量變化量越大 力的作用時(shí)間越短 動(dòng)量變化量越小 2 應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟 選定研究對(duì)象 明確運(yùn)動(dòng)過程 進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初 末狀態(tài)分析 選定正方向 根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解 例4 跳遠(yuǎn)時(shí) 跳在沙坑里比跳在水泥地上安全 這是由于 a 人跳在沙坑的動(dòng)量比跳在水泥地上的小b 人跳在沙坑的動(dòng)量變化比跳在水泥地上的小c 人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上的小d 人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上的小答案d 解析人跳遠(yuǎn)時(shí)從一定的高度落下 落地前的速度是一定的 初動(dòng)量是一定的 所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤 落地后靜止 末動(dòng)量一定 人的動(dòng)量變化是一定的 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 由動(dòng)量定理可知人受到的沖量等于人的動(dòng)量變化 所以兩種情況下人受到的沖量相等 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 落在沙坑里力作用的時(shí)間長(zhǎng) 落在水泥地上力作用的時(shí)間短 根據(jù)動(dòng)量定理 在動(dòng)量變化一定的情況下 時(shí)間t越