1、第六章 动量,第一节 冲量 动量 动量定理,一、冲量 1定义：力F和力的_的乘积Ft叫做力的冲量 2表达式：IFt.,作用时间t,3矢量性：冲量是矢量，它的方向由_的方向决定 4.物理意义：表示力对_的积累 5.作用效果:使物体的_发生变化 二、动量 1定义：物体的_与_的乘积mv叫做动量,力,时间,动量,质量m,速度v,2表达式：p_. 3动量的三性 (1)矢量性：方向与_的方向相同(2)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一_而言的 (3)相对性:大小与参考系的选取有关，通常情况是指相对_的动量,mv,瞬时速度,时刻,地面,冲量,动量,冲量,一、对冲量的理解与计算 1对冲量的理
2、解 (1)时间性：冲量是力在时间上的积累，讨论冲量一定要明确是哪个力在哪段时间上的冲量，即冲量是过程量,(2)矢量性：当力F为恒力时，I的方向与力F的方向相同；当力F为变力时，I的方向由动量变化的方向确定 (3)绝对性：只要有力的作用就存在冲量，恒定作用力的冲量不会为零，合力的冲量可能为零，变力的冲量也可能为零,2冲量的计算 (1)恒力的冲量：直接用定义式IFt计算 (2) 变力的冲量 方向不变的变力的冲量若力的,作出Ft变化图线，图线与t轴夹的面积即表示为变力的冲量如图611所示 对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解，即通过求p间接求出冲量,特别提醒:力与时间均与参考系无关，只要
3、有力作用在物体上，就一定存在冲量,即恒定作用力的冲量不会为零，但是合外力的冲量可能为零，变力的冲量也可能为零.,即时应用 1.(2012丰台区模拟)质量为m的物块以初速度v0从光滑斜面底端向上滑行,到达最高位置后再沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中( ) A上滑过程与下滑过程中物块所受重力的冲量相等,B整个过程中物块所受弹力的冲量为零 C整个过程中物块的合外力冲量为零 D整个过程中物块的合外力冲量大小为2mv0 答案：AD,二、动量、动能、动量变化的比较,特别提醒：(1)物体动量的变化率 等于它所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表达形式. (2)动能从能量的角度描述物体的形 态，动量从运动
4、的角度描述物体的状 态.,即时应用 2一个质量不变的物体，动量变化的大小为5 kgm/s，这说明( ) A物体的动量在减小 B物体的动量在增大 C物体的动量大小可能不变 D物体的动能可能不变,解析:选CD.动量是矢量，动量变化了5 kgm/s,物体动量的大小可能在增加，也可能在减小，还可能不变如物体以大小为5 kgm/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60时，物体的动量变化的大小为5 kgm/s，而动能未变，故C、D正确,三、动量定理的理解和应用 1动量定理的理解 (1)动量定理表达了合外力的冲量和物体动量变化的关系I合p是一个矢量式，即 I合
5、与p大小相等 I合与p方向相同,(2)I合表示物体受到的所有力的总冲量各力的作用时间可以相同，也可以不 同 若各力作用时间相同，且都是恒力，则I合F合t. 若各力作用时间不同，则I合F1t1F2t2即求出各外力在相应时间内的冲,量，然后求出它们的矢量和 (3)系统物体之间的内力，即相互作用力不会改变系统的总动量 2动量定理的应用 (1)确定研究对象在中学阶段用动量定理讨论的问题，其研究对象一般仅限于单个物体,(2)对物体进行受力分析可以先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和合力的冲量；或先求合力，再求其冲量 (3)选好正方向,确定过程的初末状态，确定各动量和冲量的正负号 (4)根据动量定理列方
6、程如有必要，,还需要补充其他方程式，最后代入数据求解 特别提醒：在动力学问题中，不涉及加速度和位移的情况下，用动量定理求解一般比较简便.,即时应用 3.如图612所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出.如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2v1.重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量( ),图612,A大小为m(v2v1)，方向与v1方向相同 B大小为m(v2v1)，方向与v1方向相同 C大小为m(v2v1)，方向与v2方向相同 D大小为m(v2v1)，方向与v2方向相同,用电钻给建筑物钻孔时，钻头所受的阻力与深度成正比，若钻头匀速钻进时第1
7、秒内阻力的冲量为100 Ns，求5秒内阻力的冲量大小,【思路点拨】 由于钻头所受阻力与深度成正比，所以可以采用平均值法求解 【解析】 法一 (平均值法)：钻头所受的阻力与深度成正比，而钻头又是匀速钻进，即深度与时间成正比，因此阻力与时间成正比，可以用平均,图613,法二 (图象法):设钻头钻进墙壁的深度为s,则钻头受到的阻力为F阻ks,k为比例系数，又因钻头是匀速钻进的，即svt，所以F阻kvt，阻力与时间t成正比Ft图线如图613所示，比较第1秒内和前5秒内的面积知，5秒内的冲量为I22500 Ns. 【答案】 2500 Ns,如图614所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸
8、条后，铁块掉在地上的P点若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为 ( ),A仍在P点 B在P点左边 C在P点右边不远处 D在P点右边原水平位移的两倍处,图614,【解析】 纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由IFftmv0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大以2v的速度抽出纸条的过程，铁块受滑动摩擦力的作用时间较短，铁块,获得速度较小，平抛运动的水平位移小，故B选项正确 【答案】 B,【名师归纳】 用动量定理解释的现象一般可分为两类： (1)物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小,(2)作用力一定，
9、此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚,如图615所示，质量为m2 kg的物体，在水平力F16 N的作用下，由静止开始沿水平面向右运动已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2,若F作用t12 s后撤去，撤去F后又经t22 s，物体与竖直墙壁相碰，,若物体与墙壁作用时间t30.1 s，碰撞后反向弹回的速度v6 m/s，求墙壁对物体的平均作用力的大小(g取10 m/s2),图615,【思路点拨】 题目中有三个过程，分别是F作用下，F撤去后，碰撞，求墙壁对物体的作用力，可只对碰撞过程应用动量定理，也可对全过程应用动量定理,【解析】
10、法一：程序法 以物体为研究对象，在t1时间内其受力情况如图616甲所示，选F的方向为正方向图616,由牛顿第二定律：Fmgma1 撤去F时的速度：v1a1t1 撤去F后受力情况如图乙所示 由牛顿第二定律：mgma2 物体开始碰墙时的速度为v2，则v2v1a2t2,【答案】 280 N,变式训练 据报道，一辆轿车高速强行超车时，与迎面驰来的另一辆轿车相撞两车身因碰撞挤压，皆缩短了约0.5 m，根据测算相撞时两车车速约为109 km/h，试求碰撞过程中车内质量是60 kg的人受到的平均冲击力约为多大？(运算过程及结果均保留两位有效数字),根据动量定理有Ftmv0 解得F5.4104 N. 答案：5
11、.4104 N,(满分样板 8分)高压采煤水枪出水口的截面积为S，水的射速为v，射到煤层上后，水速度为零，若水的密度为，求水对煤层的冲力大小,【思路点拨】 我们取一小段时间内射到煤层上的水进行研究，这部分水在较短时间内速度变为零，煤一定对水产生力的作用.因此，可以由动量定理来求煤对水的平均作用力，再由牛顿第三定律就知道水对煤的作用力,解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！ 设在t时间内射出的水的质量为m，则mSvt，以m为研究对象，它在t内动量变化为pm(0v)Sv2t.(4分) 设F为水对煤层的冲力，F为煤层对,水的反冲力，以F的方向为正方向根据动量定理(忽略水的重力)有 FtSv2t，所以FSv2.(3分) 根据牛顿第三定律得FFSv2.(1分),【规律总结】处理流体类问题时，一般要假设一段时间t内流出的水柱，其长度为vt，水柱底面积为S，得水柱体积VSvt，故水柱质量为mVSvt，再对质量为m的水柱应用动量定理求解,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
