第二节、动量和动量定理

1、16.2动量和动量定理教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围 （二）过程与方法（二）过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 （三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题 教学重点：教学重点：动量的概念和动量守恒定律 教学难点：教学难点：动量的变化和动量守恒的条件 教学方法：教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 光滑桌面上有两光滑桌面上有两1 1、2 2两个小球。两个小球。1 1球

2、的质量为球的质量为0.3 0.3 kgkg，以速度，以速度8 m/s8 m/s跟质量跟质量0.1 kg0.1 kg的静止的的静止的2 2球发生碰撞，球发生碰撞，碰撞后碰撞后2 2球的速度变为球的速度变为9 m/s9 m/s，1 1球的速度变为球的速度变为5 m/s5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。撞的规律做了如下几项猜想。（1 1）碰撞后）碰撞后2 2球获得了速度，是否是球获得了速度，是否是1 1球把速度传递球把速度传递给了给了2 2球？球？（2 2）碰撞后）碰撞后2 2球获得了动能，是否是球获得了

3、动能，是否是1 1球把动能传递球把动能传递给了给了2 2球？球？（3 3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，量，在这次碰撞中，2 2球所增加的这个量与球所增加的这个量与1 1球所减小球所减小的这个量相等？请计算表明。的这个量相等？请计算表明。【问题思考【问题思考】 无论哪一种形式的碰撞，碰撞前后物体无论哪一种形式的碰撞，碰撞前后物体mvmv 的矢量的矢量和保持不变。和保持不变。 mvmv 很可能具有特别的物理意义。物理学中把它很可能具有特别的物理意义。物理学中把它定义为动量，用字母定义为动量，用字母P P表示表示P=mvP=mv

4、. . 有关动量的发展史：最先提出动量具有守恒性思想有关动量的发展史：最先提出动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡儿的是法国科学家笛卡儿 ，把运动物体的质量和速率的，把运动物体的质量和速率的乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。乘积叫做动量，忽略了动量的方向性。 16681668年，惠更斯明确提出动量的守恒性和方向性。年，惠更斯明确提出动量的守恒性和方向性。 牛顿把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质牛顿把笛卡儿的定义做了修改，明确的用物体的质量和速度的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒性量和速度的乘积叫做动量更清楚的表示动量的守恒性和方向性和方向性 在物理学中什么叫动量？它的单位是什么？你是怎

5、在物理学中什么叫动量？它的单位是什么？你是怎样理解动量这个概念？样理解动量这个概念？是是状态状态量。量。一、动量一、动量1、概念：、概念：在物理学中，物体的在物理学中，物体的质量质量m m和和速度速度v v的乘积叫做的乘积叫做动量动量。2、定义式：、定义式：p= m v3、单位：、单位：千克米每秒，符号是千克米每秒，符号是kg kg m/sm/s4、对动量的理解：、对动量的理解：（2 2）瞬时性）瞬时性（1 1）矢量性）矢量性运算遵循平行四边形定则运算遵循平行四边形定则（3 3）相对性）相对性物体的动量与物体的动量与参考系参考系的选择有关的选择有关阅读教材回答下列问题阅读教材回答下列问题5 5

6、、动量的变化：、动量的变化：末状态动量减初状态的动量末状态动量减初状态的动量 P=PP=P末末-P-P初初=m=mv v. . 说明：方向与说明：方向与v v的方向相同的方向相同. .例例1、一个质量是、一个质量是0.1kg的钢球，以的钢球，以6m/s的速度水平的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直沿着同一直线以线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后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钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？多少？mpmvEK22122kmEp2讨论一下动量和动能的关

7、系讨论一下动量和动能的关系1. 1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态2.2.动量是矢量，动能是标量动量是矢量，动能是标量 动量发生变化时，动能不一定发生变化动量发生变化时，动能不一定发生变化 动能发生变化时，动量一定发生变化动能发生变化时，动量一定发生变化3.3.定量关系定量关系动量发动量发生变化生变化速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能改变动能改变动能不变动能不变试讨论以下几种运动的动量变化情况。试讨论以下几种运动的动量变化情况。物体做匀速直线运动物体做匀速直线运动物体做自由落体运动物体做

8、自由落体运动物体做平抛运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量大小、方向均不变动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小不变动量方向时刻改变，大小不变 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，会被打破，现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，让鸡蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？你让鸡蛋落到泡沫塑料上，会看到什么现象？你能解释这种现象吗？能解释这种现象吗？【问题思考【问

9、题思考】 质量为质量为M M 的物体在水平恒力的物体在水平恒力F F 的作的作用下，经过时间用下，经过时间t t，速度由，速度由v v0 0 变为变为 v vt t，推导推导: :二、动量定理二、动量定理FFv =v0v =vt F F 作用了时间作用了时间 t t分析：分析：F F = = m m a atvvat0tvvmFt00mvmvFtt整理得：整理得：0mvmvFtt1、冲量：、冲量：力力F F和和力的作用时间力的作用时间t t的乘积叫做的乘积叫做冲量冲量2、动量定理：、动量定理：二、动量定理二、动量定理定义式：定义式：I= Ft单位：单位：N S物体所受物体所受合外力的冲量合外力

10、的冲量等于物体的等于物体的动量变化动量变化。0mvmvFttpI可以写成：可以写成：适用于适用于恒力恒力和和变力变力。对于变力情况，动量定理。对于变力情况，动量定理中的中的F F应理解为变力在时间内的平均值。应理解为变力在时间内的平均值。( (解决解决瞬时问题时用动量定理瞬时问题时用动量定理) )3、动量定理的适用范围：、动量定理的适用范围：例例2 2：一个质量为：一个质量为0.18kg0.18kg的垒球，以的垒球，以25m/s25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为向水平飞回，速度的大小为45m/s45m/s。设球棒。设球棒与

11、垒球的作用时间为与垒球的作用时间为0.01s0.01s，球棒对垒球的，球棒对垒球的平均作用力有多大？平均作用力有多大？应用动量定理解题的步骤：应用动量定理解题的步骤：1 1、确定研究对象。、确定研究对象。2 2、进行受力分析，确定全部外力及作用时间、进行受力分析，确定全部外力及作用时间3 3、找出物体的初末状态并确定相应的动量。、找出物体的初末状态并确定相应的动量。4 4、选正方向并给每个力的冲量和初末状态动、选正方向并给每个力的冲量和初末状态动量带上正负号，以表示和正方向同向或反向。量带上正负号，以表示和正方向同向或反向。5 5、根据动量定理列方程求解。、根据动量定理列方程求解。1 1、下列

12、说法正确的是、下列说法正确的是 A A动量的方向与受力方向相同动量的方向与受力方向相同B B动量的方向与冲量的方向相同动量的方向与冲量的方向相同C C动量的增量的方向与受力方向相同动量的增量的方向与受力方向相同D D动量变化率的方向与速度方向相同动量变化率的方向与速度方向相同 作业作业2 2、如图所示，质量为、如图所示，质量为m m的小球以速度的小球以速度v v碰到墙壁碰到墙壁上，被反弹回来的速度大小为上，被反弹回来的速度大小为2v/32v/3，若球与墙，若球与墙的作用时间为的作用时间为t t，求小球与墙相碰过程中所受的，求小球与墙相碰过程中所受的墙壁给它的作用力墙壁给它的作用力 3 3、在空

13、间某处以相等的速率分别竖直上、在空间某处以相等的速率分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等三个小抛、竖直下抛、水平抛出质量相等三个小球，不计空气阻力，经相同的时间球，不计空气阻力，经相同的时间t(t(设小设小球均未落地球均未落地) )，下列有关动量变化的判断，下列有关动量变化的判断正确的是正确的是 A A作上抛运动的小球动量变化最大作上抛运动的小球动量变化最大B B作下抛运动的小球动量变化最小作下抛运动的小球动量变化最小C C三小球动量变化大小相等，方向相同三小球动量变化大小相等，方向相同D D三小球动量变化大小相等，方向不同三小球动量变化大小相等，方向不同例例2、一质量为、一质量为0.5k

14、g的木块以的木块以10m/s速度沿倾角为速度沿倾角为300的光滑斜面向上滑动（设斜面足够长）的光滑斜面向上滑动（设斜面足够长）, 求木块求木块在在1s末的动量末的动量 和和3s内的动量变化量的大小？内的动量变化量的大小？（g=10m/s2）v0300答案：答案：2.5 kg m/s 7.5 kg m/s思考：在运算动量变化量时应该注意什么？思考：在运算动量变化量时应该注意什么？三、动量守恒定律三、动量守恒定律1 1、系统内力和外力、系统内力和外力2 2、内容、内容 一个系统不受外力或者所受外力之和为零，一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动这个系统的总动

15、量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律量守恒定律. .3 3、表达式：、表达式： 对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律的表达式为的表达式为 m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v/ /1 1+m+m2 2v v/ /2 24 4、动量守恒的条件、动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是：动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所系统不受外力或者所受外力之和为零受外力之和为零. .在具体应用中分如下几种情况：在具体应用中分如下几种情况：系统不受外力；系统不受外力；系统受外力，但外力的矢量和为零；系统受外力，但外力的矢量和为零；

16、系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；计，因而系统动量近似守恒；系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒在这一方向上动量守恒. .例例3、关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是、关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是A只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒只要系统内存在摩擦力，动量不可能守

17、恒B只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒C只要系统所受合外力恒定，动量守恒只要系统所受合外力恒定，动量守恒D只要系统所受外力的合力为零，动量守恒只要系统所受外力的合力为零，动量守恒例例4、如图，木块和弹簧相连放在光滑的水平面上，子、如图，木块和弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹弹A沿水平方向射入木块后留在木块沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极内，入射时间极短，之后木块将弹簧压缩，关于子弹和木块组成的系短，之后木块将弹簧压缩，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是（统，下列说法中正确的是（ ）A从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动