16.2-动量和动量定理-课件(人教版选修3-5).ppt

第十六章动量守恒定律
第二节动量和动量定理
人教版选修3-5
动量概念的由来
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之和在碰撞前后是保持不变的,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。
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
一、动量
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
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
二、动量的变化p
3、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。
1、定义:物体的末动量与初动量的矢量差叫做物体动量的变化.
2、表达式:△P = P2 - P1 = m ·△v.
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
三、讨论一下动量和动能的关系
1、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态
2、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, 动能发生变化时,动量一定发生变化
3、定量关系
动量发生变化
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
动能不变
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知道,动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果,那么,动量的变化又是什么原因引起的呢?
动量的变化与速度的变化有关,而速度的变化是因为有加速度,而牛顿第二定律告诉我们,加速度是由物体所受的合外力产生的。
四、牛顿第二定律推导动量的变化
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(恒力的冲量)
2、单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号是N·s
五、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
力的空间积累
使动能发生变化
N·m(J)
标量
W= FS
功
力的时间积累
使动量发生变化
N·S
矢量
I=Ft
冲量
冲量与功有什么区别?
思考与讨论:作用力与反作用力:作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上,但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
思考与讨论