1.2 物体动量变化的原因 动量定理 课件 -2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

1.2物体动量变化的原因 动量定理 1.能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。 2.知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。 3.知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。 4.会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题。 学习目标 引入 包装用的泡沫材料 苹果的包装泡沫网 摩托车帽里的衬垫 两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，以上生活中的实例中，泡沫、衬垫起到了什么作用？一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？ １、定义： 3、单位： 一、 冲量 4、量性： 5、物理意义：反映了力对时间的积累效应 2、定义式： I=Ft 力与力的作用时间的乘积，叫做力的冲量。 牛·秒，符号是N·s 矢量，方向跟这力的方向相同 6.冲量与功的区别 （1）作用力与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。 （2）内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。 例如人在船上行走——人对船的作用力与船对人的反作用力的冲量的矢量和等于零，但是人对船的作用力和船对人的反作用力都做正功，使人和船的动能都增加。 1.冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间积累效应，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量 2.求合冲量的两种方法： 可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合t求解． 提升： 思考：小船停靠湖边时，如果船还未拴住，人便匆匆上岸，人有可能会掉入水中。为什 么会出现这种情况?试用动量守恒定律解释，并与同学讨论交流。 解答：如果船还未拴住，那么在人跳上岸的过程，忽略水对船的阻力作用，人与船组成的系统满足动量守恒。人起跳后，在人获得一个指向岸边的速度的同时，船将获得一个远离岸边是速度。如果人仍按照固定的经验起跳，人就有可能会掉入水中。 2.通过动量定理进行推导动量守恒定律 如图，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体 A、B，质量分别是 m1 和 m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是 v1 和 v2，v2 ＞ v1。当 B 追上 A 时发生碰撞。碰撞后 A、B 的速度分别是 v1′和 v2′。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用 Δt 表示。 B v2 m2 A v1 m1 B v2' m2 A v1' m1 碰撞过程 F1 F2 m2 m1 对A应用动量定理： 对B应用动量定理： 根据牛顿第三定律： 得 两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和 B v2 m2 A v1 m1 B v2' m2 A v1' m1 碰撞过程 F1 F2 m2 m1 思考：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？ 两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 内力：系统中物体间的作用力叫做内力。 外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。 m2 m1 F1 F2 N1 G1 N2 G2 系统 3、表达式： (1) p＝p′，系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后的总动量 p′ (2) m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。 (3) Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 (4) Δp＝0，系统总动量的增量为零。 分析：男孩刚触地时动量方向竖直向下，一段时间内减小到 0，这一过程中地面对脚的作用力是变力。根据动量定 理可求出落地时地面对他的平均作用力。 例题：一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下，以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 )若男孩落地时屈膝 ，用了1 s 停下来， 则落地时地面对他的平均作用力是多大? (2) 若男孩落地时没有屈膝，只用了 0.1 s 就停下来， 则落地时地面对他的平均作用力又是多大? 例题：一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下，以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 )若男孩落地时屈膝 ，用了1 s 停下来， 则落地时地面对他的平均作用力是多大? (2) 若男孩落地时没有屈膝，只用了 0.1 s 就停下来， 则落地时地面对他的平均作用力又是多大? 例题：一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下，以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。 ( 1 )若男孩落地时屈膝 ，用了1 s 停下来， 则落地时地面对他的平均作用力是多大? (2) 若男孩落地时没有屈膝，只用了 0.1 s 就停下来， 则落地时地面对他