1.2动量定理—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● www.xfwuli.com 1.2动量定理 第一章 动量守恒定律 www.xfwuli.com 问题：有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎， 主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体 的撞击。其中有怎样的道理呢？ 两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？ 情景引入 www.xfwuli.com 假定一个物体在光滑的水平面上受到恒力的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间∆t，它的速度为v′。 （1）求物体的加速度a （2）若物体的质量为m，则力F为多少？ （1） （2） 由牛顿第二定律知： （1）式表示：物体动量的变化率等于它所受的力。 （2）式告诉我们：力越大、作用时间越长，物体的动量增加得越多。看来，F(t´-t)这个量反映了力的作用对时间的积累效应。 新课教学 www.xfwuli.com 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 2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s 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 一、冲量 4、F--t图像的理解 （1）若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量． （2）若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量． 新课教学 www.xfwuli.com 1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。 2、表达式： 或 3、加深理解： 表明合外力的冲量是动量变化的原因； 动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同; 合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。 动量定理(theorem of momentum) 二、动量定理 新课教学 www.xfwuli.com 运用动量定理解释现象 在进行跳高或撑杆跳高比赛时，为什么要放上厚厚的海绵垫子？ 当运动员从高处落下时，速度逐渐增大，如果落到地面时与地面发生碰撞，作用时间很短，对人产生很大的冲力，有可能使人受伤。 当人落在厚厚的海绵垫子上时，人从开始接触垫子到最后停止运动经历的时间延长，运动员所受的冲力明显减小，对运动员起到保护作用。 请观察 www.xfwuli.com 运用动量定理解释现象 在运输玻璃仪器等一些易碎物品时通常采取什么措施？ 为减小碰撞、震动时的冲击力，通常在易碎物品周围垫一些碎纸或棉花等比较柔软的东西。 动量的变化量是一定的，垫上柔软的东西时，可使作用时间变长，此时相互作用力便会变小，故可起到保护作用。 请观察 www.xfwuli.com 落地时屈膝下蹲 运用动量定理解释现象 在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？ 不会 动量的变化量是一定的，飞来的是石头时，由于作用时间变短，此时相互作用力便会变得很大，可能会出事故。 请观察 www.xfwuli.com 一个质量为0.18 kg 的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45 m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002 s，球棒对垒球的平均作用力是多大？ 解：沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴， 垒球的初动量为 垒球的末动量为 由动量定理知垒球所受的平均作用力为 负号表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。 新课教学 www.xfwuli.com 1、质量为m的钢球自高处下落，以速率 v1落地，竖直向上弹回，离地的速率为 v2，碰撞过程中合力对钢球的冲量的方向大小为( ) A. 向下，m(v1-v2) B. 向下，m(v1+v2) C. 向上，m(v1-v2) D. 向上，m(v1+v2) D 解：以初速度方向为正，由动量定理，有 冲量方向与合外力方向一致，与动量该变量方向一致。 做一做 www.xfwuli.com 2、质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？ 撞击前，铁锤只受重力作用，机械能守恒，因此 可以求出打击前铁锤的速度v为