第一章 第2节 动量定理-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（粤教版2019）

动量和动量守恒定律 第一章 第二节　动量定理 1．理解动量定理及其表达式.2.能够利用动量定理解释有关现象.3.会用动量定理分析解决实际问题． 课前自主学习 动量的改变量 平均值 力的作用时间 速度 1．判一判 (1)物体所受合力不变，则动量也不变．(　　) 提示：由动量定理知，物体所受合力不变，经过一段时间动量会发生变化． (2)物体动量的变化等于某个力的冲量．(　　) 提示：动量定理公式中的F是指物体所受的合力，所以物体动量的变化等于合力的冲量． (3)物体所受合力的冲量方向与物体末动量的方向相同．(　　) 提示：由动量定理知，物体所受合力的冲量方向与物体动量变化量的方向相同． 提示 × × × 2．想一想 跳高比赛时，运动员落地处要放很厚的垫子，这是为什么？ 提示：人落到垫子上比直接落在地面上速度减为0所需的时间更长，即在动量变化相同的情况下，人落在垫子上受到的冲击力较小，从而对运动员起到保护作用． 提示 课堂探究评价 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 课堂任务　动量定理及其应用 活动1：如图所示，一个物体质量为m，初速度为v0.在恒定合力F的作用下，经过一段时间t，速度变为vt.这段时间内物体的动量和合力作用之间满足什么关系式？ 提示 活动2：若F是变力，上述关系式是否成立？ 提示 1．动量定理 (1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量． (2)公式：Ft＝mvt－mv0(或I＝pt－p0，I＝Δp)． 2．对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因． (2)动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向． (3)公式中的F是物体所受的合力，若合力是变力，则F应是合力在作用时间内的平均值． (4)不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对微观粒子的高速运动同样适用． (3)应用动量定理解题的基本步骤 例　某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用．总质量为160 g的该种型号手机从距离地面1.25 m高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为0.5 s，不计空气阻力，g＝10 m/s2，试求： (1)手机落地前瞬间的速度大小； (2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小； (3)地面对手机的平均作用力大小． (1)计算冲量的方法有哪些？ 提示：根据冲量的定义或动量定理计算． (2)应该用什么规律求解地面对手机的平均作用力大小？ 提示：动量定理． 提示 规范解答 [答案]　(1)5 m/s　(2)0.8 N·s　(3)3.2 N 答案 规范解答 1.动量定理的选择使用 (1)在物理情境不涉及加速度和位移的情况下，研究运动和力的关系时，用动量定理． (2)动量定理不考虑运动的细节和力的瞬时效果，且适用于变力． (3)动量定理的研究对象是单个物体，或单个物体系，反映了外界物体对该研究对象的总冲量与研究对象的动量变化量的关系．物体系内部物体之间的冲量不引起物体系的动量变化． (4)用动量定理求解曲线运动中的动量变化，运算更简单． (2)区别：一是两者反映的对应关系不同，牛顿第二定律是反映力和加速度之间的瞬时对应关系，而动量定理是反映在某段运动过程中力对时间的累积(冲量)与该过程初、末状态物体的动量变化量之间的对应关系；二是两者的适用范围不同，牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动，对高速运动的物体和微观粒子不适用，而动量定理却是普遍适用的． [变式训练1]　如图所示，轮船的外侧悬挂了很多旧轮胎，这样做的目的是(　　) A．缩短碰撞的作用时间，从而减轻对轮船的破坏 B．减小碰撞中轮船受到的冲量，从而减轻对轮船的破坏 C．减小碰撞中轮船的动量变化量，从而减轻对轮船的破坏 D．减小碰撞中轮船受到的冲击力，从而减轻对轮船的破坏 答案 解析　轮船在发生碰撞的过程中，由动量定理Ft＝Δp知，在动量变化量Δp相同即所受冲量I＝Ft相同的情况下，外侧悬挂了很多旧轮胎，延长了碰撞的作用时间t，使得碰撞中轮船受到的冲击力F减小，从而减轻对轮船的破坏，故D正确，A、B、C错误． 解析 [变式训练2]　某消防队员从一平台上跳下，下落1 s后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.2 s，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为(　　) A．自身所受重力的2倍 B．自身所受重力的6倍 C．自身所受重力的8倍 D．自身所受重力的10倍 答案 解析 科学思维 微元思想——计算