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動量守恒高三物理教案
一、動量
1、動量:運(yùn)動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量.是矢量,方向與速度方向相同;動量的合成與分解,按平行四邊形法則、三角形法則.是狀態(tài)量;通常說物體的動量是指運(yùn)動物體某一時刻的動量,計(jì)算物體此時的動量應(yīng)取這一時刻的瞬時速度。是相對量;物體的動量亦與參照物的選取有關(guān),常情況下,指相對地面的動量。單位是kg
2、動量和動能的區(qū)別和聯(lián)系
①動量的大小與速度大小成正比,動能的大小與速度的大小平方成正比。即動量相同而質(zhì)量不同的物體,其動能不同;動能相同而質(zhì)量不同的物體其動量不同。
②動量是矢量,而動能是標(biāo)量。因此,物體的動量變化時,其動能不一定變化;而物體的動能變化時,其動量一定變化。
③因動量是矢量,故引起動量變化的原因也是矢量,即物體受到外力的沖量;動能是標(biāo)量,引起動能變化的原因亦是標(biāo)量,即外力對物體做功。
④動量和動能都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),兩者從不同的角度描述了運(yùn)動物體的特性,且二者大小間存在關(guān)系式:P2=2mEk
3、動量的變化及其計(jì)算方法
動量的變化是指物體末態(tài)的動量減去初態(tài)的動量,是矢量,對應(yīng)于某一過程(或某一段時間),是一個非常重要的物理量,其計(jì)算方法:
(1)P=Pt一P0,主要計(jì)算P0、Pt在一條直線上的情況。
(2)利用動量定理 P=Ft,通常用來解決P0、Pt;不在一條直線上或F為恒力的情況。
二、沖量
1、沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量.是矢量,如果在力的作用時間內(nèi),力的方向不變,則力的方向就是沖量的方向;沖量的合成與分解,按平行四邊形法則與三角形法則.沖量不僅由力的決定,還由力的作用時間決定。而力和時間都跟參照物的選擇無關(guān),所以力的沖量也與參照物的選擇無關(guān)。單位是N
2、沖量的計(jì)算方法
(1)I=Ft.采用定義式直接計(jì)算、主要解決恒力的沖量計(jì)算問題。
(2)利用動量定理 Ft=P.主要解決變力的沖量計(jì)算問題,但要注意上式中F為合外力(或某一方向上的合外力)。
三、動量定理
1、動量定理:物體受到合外力的沖量等于物體動量的變化.Ft=mv/一mv或 Ft=p/-p;該定理由牛頓第二定律推導(dǎo)出來:(質(zhì)點(diǎn)m在短時間t內(nèi)受合力為F合,合力的沖量是F合質(zhì)點(diǎn)的初、未動量是 mv0、mvt,動量的變化量是P=(mv)=mvt-mv0.根據(jù)動量定理得:F合=(mv)/t)
2.單位:牛秒與千克米/秒統(tǒng)一:l千克米/秒=1千克米/秒2秒=牛
3.理解:(1)上式中F為研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。
(2)動量定理中的沖量和動量都是矢量。定理的表達(dá)式為一矢量式,等號的兩邊不但大小相同,而且方向相同,在高中階段,動量定理的應(yīng)用只限于一維的情況。這時可規(guī)定一個正方向,注意力和速度的正負(fù),這樣就把大量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
(3)動量定理的研究對象一般是單個質(zhì)點(diǎn)。求變力的沖量時,可借助動量定理求,不可直接用沖量定義式.
4.應(yīng)用動量定理的思路:
(1)明確研究對象和受力的時間(明確質(zhì)量m和時間t);
(2)分析對象受力和對象初、末速度(明確沖量I合,和初、未動量P0,Pt);
(3)規(guī)定正方向,目的是將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算;
(4)根據(jù)動量定理列方程
(5)解方程。
四、動量定理應(yīng)用的注意事項(xiàng)
1.動量定理的研究對象是單個物體或可看作單個物體的系統(tǒng),當(dāng)研究對象為物體系時,物體系的總動量的增量等于相應(yīng)時間內(nèi)物體系所受外力的合力的沖量,所謂物體系總動量的增量是指系統(tǒng)內(nèi)各個的體動量變化量的矢量和。而物體系所受的合外力的沖量是把系統(tǒng)內(nèi)各個物體所受的一切外力的沖量的矢量和。
2.動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當(dāng)合外力為變力時F則是合外力對作用時間的平均值。
3.動量定理公式中的(mv)是研究對象的動量的增量,是過程終態(tài)的動量減去過程始態(tài)的動量(要考慮方向),切不能顛倒始、終態(tài)的順序。
4.動量定理公式中的等號表明合外力的沖量與研究對象的動量增量的數(shù)值相等,方向一致,單位相同。但考生不能認(rèn)為合外力的沖量就是動量的增量,合外力的沖量是導(dǎo)致研究對象運(yùn)動改變的外因,而動量的增量卻是研究對象受外部沖量作用后的必然結(jié)果。
5.用動量定理解題,只能選取地球或相對地球做勻速直線運(yùn)動的物體做參照物。忽視沖量和動量的方向性,造成I與P正負(fù)取值的混亂,或忽視動量的相對性,選取相對地球做變速運(yùn)動的物體做參照物,是解題錯誤的常見情況。
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