1.2.1 动量定理(推导、理解、基本应用) 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

§1.21 动量定理 (推导、理解、基本应用) 物理 选择性必修 第一册 第一章 动量守恒定律 1 课前练．如图是某城市广场喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼的高度；靠近看，喷管的直径约为10。请你据此估计用于给喷管喷水的电动机输出功率至少有多大？ （结果保留一位有效数字） 解 对时间内喷出的水：∆∆∆ 由动能定理 ∆ 上升过程 v2= 2gH , 得 5 5 2 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, 那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？ 6 3 课堂探究一：假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用, 做匀变速直线运动。在初始时刻, 物体的动量为 p , 经过一段时间∆t , 它的动量为 p′ , 试分析该过程动量的变化和它所受的力有怎样定量的关系？ 9 4 把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量(impulse),用字母 I 表示冲量 牛秒, 符号是 N·S 一、冲量 (1)定义： (2)表达式： (3)单位： I ＝ F∆t 思考: 1. 冲量是矢量还是标量？ 2. 冲量是状态量还是过程量？ 11 5 把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量(impulse),用字母 I 表示冲量 牛秒, 符号是 N·S 一、冲量 (1)定义： (2)表达式： (3)单位： I ＝ F∆t (4)理解： ③冲量的计算要明确求哪个力的冲量, I = Ft 只能求恒力的冲量。 ②冲量是过程量, 是力对时间的积累效应。 ①冲量是矢量 13 6 1．如图，一质量为m的物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后，物体仍保持静止。现有以下看法： A．物体所受拉力的冲量方向水平向右 B．物体所受拉力的冲量大小是 C．物体所受摩擦力的冲量大小为0 D．物体所受合力的冲量大小为0 你认为这些看法正确吗？请简述你的理由。 教材 第10页 拓展: (1)在这段时间内拉力F做的功是多少？ (2)在这段时间内重力做的功和冲量分别是多少？(重力加速度为g) 16 7 (5)冲量I 与功W 对比 17 8 二、动量定理 (1)内容： (2)表达式： I合 ＝p2 - p1＝∆p (3)理解： 物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量 F合∆t = mv2 - mv1 思考: 1. 冲量和动量变化量有怎样的因果关系？ 2. 动量定理是矢量式还是标量式？ 20 9 二、动量定理 (1)内容： (2)表达式： I合 ＝p2 - p1＝∆p (3)理解： 物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量 F合∆t = mv2 - mv1 ③动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值 ①因果性：表明合外力的冲量是物体动量变化的原因 ②矢量性：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 F合 ＝ 21 10 课堂探究二：物体在碰撞过程中受到的作用力往往不是恒力, 物体不做匀变速运动。那么, 应该怎样处理这样的问题呢? 解决思想：微元法 ①利用F­-t图像中的“面积”求变力的冲量． 面积的大小表示冲量的大小, 面积的正负表示冲量的方向． ②若力的方向不变且大小随时间均匀变化, 则该力的冲量可以用平均力来计算, 其公式为 I＝ Δt 26 11 冲量 I 功 W 过程量 力在时间上的积累 力在空间上的积累 定义式 I = Ft (恒力) W=Fscosα (恒力) 标矢性 矢量 标量 单位 N·S N·m( J ) 意义 力对时间的积累, 对应一段时间 在F-t 图像中可以用面积表示 力对位移的积累, 对应一段位移 在F-x 图像中可以用面积表示 正负 正负表示与正方向相同或相反 正负表示动力做功或阻力做功 作用效果 改变物体的动量 改变物体的动能 注意 1. 恒力在一段时间内做功可能为零, 而冲量一定不为零 2. 某个力对物体有冲量, 力对物体不一定做功 3. 某个力对物体做了功, 力对物体一定有冲量 12 二、动量定理 (1)内容： (2)表达式： I合 ＝p2 - p1＝∆p (3)理解： 物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量 F合∆t =