【学习任务】
1.会背动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。
2会背冲量概念,背诵动量定理,会用动量定理解释有关现象和解决实际问题
【学习重点和难点】1.动量定理的矢量性 2.利用动量定理解释实际问题
[自主学习]
一.动量
1. 动量的定义:
2. 定义式: 3.单位:
4.说明:①瞬时性:②矢量性:
思考:匀速圆周运动的物体在运动过程中动量变化吗?为什么?
二、动量的变化量:
1.定义:
说明:动量变化△p也是矢量。一维情况下,Δp=
【例1】一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?(因为动量及其变化量都是矢量,所以首先要规定正方向。)
三、用动量概念表示牛顿第二定律
一质量为m的物体在一段时间Δt内受到一恒力F的作用,作用前后的速度分别为v和v/,请你用动量表示出牛顿第二定律。(自己会证明)
四、动量定理
1、冲量:
2. 定义式: 3.单位:
说明:
思考:用力去推一个物体,一段时间后仍没能推动。这个力的冲量为零吗?为什么?这个力对物体做功了吗?又为什么?
2、动量定理内容:
表达式为F合t=_________或___________
说明:动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力。但是不论是恒力还是变力,式中的F都指物体所受到的合力。
【例2】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对球的平均作用力多大?(动量定理是个矢量式,计算中注意各物理量的方向。)
思考1:从动量定理的表达式和上述例子可以知道:要使物体的动量发生一定的变化,可以有哪些办法呢?
思考2:你可以解释玻璃杯掉到水泥地面和掉到海绵上为什么会出现不同的现象吗?
【巩固练习】
1.下列说法正确的是( )
A.动量的方向一定跟速度方向相同,且物体的动量大其速度一定大
B.冲量方向一定跟作用力方向相同,且冲量大对应的作用力一定大
C.物体受到的冲量方向与物体动量变化量的方向不一定相同
D.合外力的冲量为零,则物体所受各力的冲量均为零
2、对物体所受冲量跟其受力和运动的关系,说法正确的是( )
A.物体受到的冲量越大,它的动量变化一定越快
B.物体受到的冲量越大,它的动量变化一定越大
C.物体受到的冲量越大,它受到的合外力一定越大
D.物体受到的冲量越大,它的速度变化一定越快
3、下列说法正确的是 ( )
A.物体动量的变化率等于它所受的力
B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量
C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律相同,但有时用起来更方便
D.易碎品运输时要用柔软材料包装,是为了延长作用时间以减小作用力
4.质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3.2m,设球与地面作用时间为0.2s,则小球对地面的平均冲力为多大?
6.质量是60 kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护作用,最后使人悬挂在空中.已知弹性安全带缓冲时间为1.2 s,安全带伸直后长5 m,求安全带所受的平均冲力.(g取10 m/s2)
7.如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的时间内,物体所受各力的冲量.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
8.质量为50 kg的体操运动员从高空落下,落到垫子前的速度为1.0 m/s,方向竖直向下,该运动员经垫子缓冲0.5 s停下来,求垫子对运动员的作用力.(g取10 m/s2)
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