1.2.1 动量定理 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

【选择性必修一】第一章 动量守恒定律 第2节 动量定理 1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，会计算冲量。 2.理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理的普适性。 3.会用动量定理解释有关现象，能应用动量定理进行计算。 学习目标 通过上节学习知道，在碰撞过程中，物体的总动量是守恒的。请回答： 1、什么叫动量？表达式是什么？单位是什么？ 2、动量是矢量，其方向如何确定？ 3、什么叫动量的变化量？表达式是什么？它是矢量还是标量？方向如何确定？ 4、某一过程中物体的动量发生了变化，那么使物体动量变化的原因是什么呢？ 温故知新 有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，你知道这些轮胎有什么作用吗？ 问题？ 主要的用途是减轻船舶靠岸时船体与码头的撞击（缓冲）。 其中有怎样的物理原理呢？你认为这样的相互作用过程中会涉及哪些量呢？ 一、利用牛顿第二定律推导动量定理 【探究1】在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v 变为v′。试推导恒力F与物体动量变化量之间的关系。 【分析】如图所示,物体运动过程中： 由加速度的定义式: 由牛顿第二定律得：F = ma = 可得：Ft = mv′ - mv ，即：Ft = p′ - p 【探究2】假设在水平恒力 F 和阻力f 的共同作用下，经过时间 t，质量为m的物体的速度由v1 变为v2 ，试找出力与质量和速度的关系。 冲量 动量变化量 F-f = ma 一、利用牛顿第二定律推导动量定理 二、冲量 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。 3.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s 4.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 5.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应。 想一想：之前学习过功W，它与冲量I有哪些异同？ 2.公式： I=Ft 二、冲量 5.冲量与功的比较 冲量 功 区 别 公式 标、矢量 意义 正负 作用效果 单位 说一说：某个力对物体有冲量,力对物体一定做功吗？ 某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量吗？。 N·S I=Ft W=Flcos θ 矢量 标量 N·m（J） 力对时间的积累,对应一段时间 力对位移的积累,对应一段位移 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 改变物体的动量 改变物体的动能 不一定 一定 二、冲量 【练一练1】如图所示,质量m=2kg的物体从倾角为θ=37o的固定斜面的顶端匀速滑下,下滑时间为t=1.5s，重力加速度g=10m/s2,下列说法中正确的是 A.支持力的冲量为零B.摩擦力的冲量大小为 18N·sC.重力的冲量大小为 18N·sD.合力的冲量大小为30N·s √ 小结：1.力F作用在物体上，持续一段时间t，力就对物体产生了冲量I，且I=Ft。 2.合力的冲量求解：①先求合力，再用公式I合=F合t求解。 ②先求每一个力的冲量，再求这些冲量的矢量和。 二、冲量 小结：1、F-t图线与时间轴之间所围的“面积”表示力F的冲量。 2、冲量是矢量，有方向，用正负表示方向。 √ √ 【练一练 2】(多选)一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,合力F随时间t变化的关系图像如图所示,则( ) A.0~2s时间内合力F对物块的冲量为3N·s B.2~3s时间内合力F对物块的冲量为1N·s C.0~3s时间内合力F对物块的冲量为2N·s D.0~3s时间内合力F对物块的冲量为4N·s （1）把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受得力没有很大的变化，这样对于每个短暂过程就能够应用 I=Ft ，把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的冲量。在应用I=Ft 处理变力问题时，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 （2）对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,冲量也可用I=FΔt计算,但式中的F应为Δt时间内的平均力,即： 二、冲量 思考与讨论：如果作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？ 三、动量定理 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.理解： (1)表明合力的冲量是动量变化的原因； (2)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; （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