Transcript 5.1 動量與動量變化
5.1 動量與動量變化 頭鎚 動量 淨力和動量差 進度評估 1 撞擊 進度評估 2 P.1 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 頭鎚 以頭鎚攻門時，用塑膠還是用皮造的足球會 使球員覺得較痛？ 皮造的足球 較快的還是較慢的足球會使球員覺得較痛？ 較快的足球 P.2 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 1 動量 我們從經驗得知： 較重、較快的物體會引致 較大的傷害； 較重、較慢或較輕、較快的物體會引致 較小的傷害。 質量和速度都是研究物體運動的重要因素。 P.3 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 1 動量 動量的物理量定義為： 動量 = 質量 速度 p = mv 單位：kg m s–1 • 矢量 • 速度的方向 = 動量的方向 例題 1 計算動量 P.4 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 2 淨力和動量差 作用於物體的淨力 改變速度 改變動量 根據牛頓運動第二定律： F = ma vu = m( ) 初動量 t 末動量 mv mu = t 動量差 P.7 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 2 淨力和動量差 mv mu 動量差 淨力 = = t 所需時間 牛頓運動第二定律可寫成： 作用於物體的淨力，相等於物體的動量隨 時間的改變率。 例題 2 作用於網球上的平均力 P.8 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 1 – Q1 我不同意，我們 的方向不同。 因為我們的質量 和速度相乘的積 相等，所以我們 有相同的動量。 40 kg 50 kg 燕詩 偉誠 誰說得對？ A 偉誠 B 燕詩 C 二人都不對 P.11 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 1 – Q2 質量為 1.5 kg 的靜止石頭從離地面 1.8 m 的高處下落。 (a) 石頭到達地面時，動量差是多少？ 取向下為正。 v 2 u 2 = 2gs v = 2 10 1.8 = 6 m s–1 動量差 = mv – mu = 1.5 6 – 0 = 9 kg m s–1 P.12 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 1 – Q2 (b) 為甚麼石頭的動量有改變？ 重 因為石頭下落時，有 __________ 力 作用於石頭。 P.13 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 1 – Q2 (c) 找出石頭下落 1.8 m 所需的時間。 mv mu 根據 F = ， t mv mu t= F 9 = 1.5 10 = 0.6 s P.14 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 3 撞擊 球被撞擊時，有一道巨大的力 作用於球，使它變形。 可以怎樣研究撞擊力？ 錄像片段 5.1 球的變形 實驗 5a 研究撞擊力 P.15 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 3 撞擊 a 撞擊的力 ─ 時間關係線圖 如實驗 5a 所示， 作用於力感應器的力 隨時間而改變。 根據牛頓運動第三定律， 作用於小車的力也同樣隨時間而改變。 P.18 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 a 撞擊的力 ─ 時間關係線圖 當網球拍擊球時， 撞擊力 ， 球變形的程度也增大。 • 作用的力最大時， 變形的程度也最大。 • 作用的力 時， 球會漸漸回復原狀。 模擬程式 5.1 撞擊力 P.19 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 a 撞擊的力 ─ 時間關係線圖 mv mu 根據 F = t Ft = mv mu 衝量 • 在力作用期間，淨力與撞擊時間的乘積 • 國際單位：N s 或 kg m s–1 • 衝量 = 動量差 P.20 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 a 撞擊的力 ─ 時間關係線圖 用圖表示， 力/N 力/N 衝量 時間 / s 時間 / s F-t 線圖下的面積 = 衝量 = 動量差 例題 3 撞擊的 F-t 線圖 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 P.21 3 撞擊 b 撞擊中的淨力 mv mu F= t F：平均淨力 假設動量差 (mv – mu) 相同： 撞擊時間 (t ) 撞擊力 t 視乎碰撞物體的硬度而定： 硬度 t P.25 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 b 撞擊中的淨力 汽車設計也用各種方法延長意外發生時 的撞擊時間，以減低撞擊力，避免司機 和乘客嚴重受傷： 摺疊式防撞欄 減低撞擊力的汽車設計 例題 4 頭鎚 P.26 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 b 撞擊中的淨力 例題 5 高空墮「球」的撞擊力 P.29 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 b 撞擊中的淨力 例題 6 火箭的推力 P.34 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 2 – Q1 F/N 一個力作用於球。 作用於球的衝量和 平均力 = ？ 衝量 = F-t 線圖下的面積 = 1 2 平均力 = 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 t/s (1+5) 4 = 12 N s 12 5 = 2.4 N 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 P.37 進度評估 2 – Q2 安全氣囊在意外時可減小作用於乘客的力， 原因是安全氣囊可以 A 縮短撞擊時間。 B 延長撞擊時間。 C 縮短動量差。 D 增大動量差。 P.38 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 進度評估 2 – Q3 1000 kg 的汽車在 4 秒內從靜止狀態加速至 8 m s–1。 司機的質量為 70 kg，所受的平均向前力 =？ 司機的動量差 = 70 8 = 560 kg m s–1 作用於司機的平均力 動量差 560 = = 4 = 140 N 所需時間 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化 P.39 完 P.40 第 2 冊 單元 5.1 動量與動量變化