高中物理-第二节 动量和动量定理 2.pptVIP

第二节 动量和动量定理 * 一、动量 p= m v 二、动量的变化量： 三、冲量 I=Ft 四、动量定理： 物体在一个过程中动量的变化量等于它 在这个过程中所受合力的冲量。 （1）确定研究对象和研究过程。 （2）对研究对象进行受力分析。 （3）抓住过程的初、末状态，选定正方向； （4）根据动量定理列方程求解； 解题步骤： ① 公式中力F 指物体受到的合力。 ② 当力是变力时，F 指变力的平均值。 说明： 动量定理解释生活现象 ①△P一定，t短则F大，t长则F小； 由Ft=ΔP可知： ②t一定，F大则△P大，F小则△P小； ③F一定，t长则△P大，t短则△P小。 ——缓冲装置 1、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？ 思考与讨论 报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。 报道2、1980年，一架英国的“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生…… 问题：小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？ 思考与讨论 设鸟的质量m=1.0kg，鸟的身长L=15cm（除去毛），鸟与飞机相撞面积S=0.01m2，相撞前鸟的速度约为0（因远小于飞机速度），相撞后其速度与飞机相同.飞机飞行速度v=600m/s因飞机质量M >m,故相撞过程中飞机速度不变，因此，撞击时间t=L/v=0.15/600s=2.5×10-4s 取鸟为研究对象，因撞击时间极短，因此可认为撞击时间内，鸟受到飞机对它的撞击力为F.根据动量定理可 得： F·t=mv1-mv0 F=(mv1-mv0)/t=1.0×600/2.5×10-4N=2.4×106N. 这里所求出的撞击力F，实际上只是撞击时间内的平均值，可近似认为撞击力的峰值Fm=2F=4.8×106N 根据牛顿第三定律可知，鸟与飞机相撞时，飞机所受的最大撞击力为4.8×106N，这样巨大的撞击力对撞击表面产生的压强 P=F/S=4.8×106/0.01=4.8×108Pa， 这样巨大的压强造成机毁鸟亡的结果是不稀奇的. 巩固习题：见白导P7巩固练习4 木板？海棉？ 巩固习题：见白导P7例4 过渡：通过这道例题，同学们可以进一步 地理解安全带的作用，很多人只是 知道系安全带能够起到缓冲的效果， 延长作用时间，从而能够减小所受 的撞击力，然而，他们真的知道其所以然吗？ 见课本P9图16.2－4 建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？ 小实验 非弹性绳断 橡皮绳不断 视频 动量和动能的关系: 1.它们都是描述物体运动过程中的某一状态，是状态量。 2.动量是矢量，动能是标量 思考： 对于质量一定的物体： 动量发生变化时，动能一定发生变化吗？ 动能发生变化时，动量一定发生变化吗？ 3.定量关系： 不一定 一定 1、动量定理： 若是研究力在时间上的积累效果，可用动量定理； 若是研究力在空间上的积累效果，可用动能定理。 2、动能定理： 合力对物体的冲量等于物体动量的改变量。 合力对物体所做的总功，等于物体动能的改变量 W总=W1+W2+……+Wn W总=F合Lcosα 动量定理和动能定理的关系: 牛顿第二定律的动量表述 1、内容：物体所受的合外力等于物体动量的变化率，即 2、牛顿第二定律与动量定理的区别： 1）牛顿第二定律反映的是物体某一瞬时所受合外力与加速度之间的关系，两者一一对应，是一个瞬时表达式，仅当合外力为恒力时，加速度为恒量； 2）动量定理是研究物体在合外力持续作用下的一段时间内的积累效应，使物体的动量获得增加。 例：如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力水柱冲击煤层，设水柱直径为d=30cm，水的流速为V=50m/s.假设水柱射在煤层表面上，冲击煤层后水的速度变为0.求水对煤的冲击力（水密度为1000Kg/m3） 动量定理在流体相互作用中的应用 v s 例2: 一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x0和2x0，速度分别是v0和2v0，合外力从开始至t0时刻做的功是W1?，从t0至2t0时刻做的功是W2,则 A C D B AC *