1.2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

跳高比赛 跳远比赛 悬挂轮胎的游船 你知道这些场景中的垫子、沙坑、轮胎起什么作用吗？ 那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？ 为了分析问题的方便，我们先讨论物体受恒力的情况。 新课导入： 1 情景1：在光滑水平面上，质量为m 、初速度为v的物体在水平恒力F 的作用下运动，求经过时间t的速度v′. 一、问题探究： 2 情景2：在粗糙水平面上，质量为m 、初速度为V1的物体在水平恒力F的作用下运动，已知物体与水平面间的摩擦力为f ，求经过时间t的速度V2. 一、问题探究： 3 二、冲量： （1）定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。 （2）公式：I = Ft 单位，在国际单位制中时牛·秒（N·s） ①冲量是矢量，其方向与力的方向相同。 ②冲量是过程量，是力对时间的积累效应。 ③冲量和功不同，力对物体有冲量，但不一定对物体做功；力对物 体做了功，则一定对物体有冲量。 ④冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。 I = F∆t 只能求恒力的冲量。 4 F 0 t/s (3)变力的冲量：思考若F为变力，如何求其冲量呢？ F t F △t 1)F-t 图像：图线与t 轴所围的面积表示F在t内的冲量 2)对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,其冲量为： 5 (4)合力的冲量： 几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。 6 例1、（多选）关于冲量和动量，下列说法中正确的是（　 ） A.冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B.动量是描述物体运动状态的物理量 C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量是描述物体状态的物理量 ABC 7 例2、如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量，正确的是（　　） A．拉力F的冲量大小为Ftcosθ B．摩擦力的冲量大小为Ftsinθ C．重力的冲量大小为mgt D．物体所受支持力的冲量大小为mgt C 8 例3、一物体受到方向不变的力F作用，其中力的大小随时间变化的规律如图所示，则力F在6s内的冲量大小为（　　） A．9N·s B．13.5N·s C．15.5N·s D．18N·s B 9 三、动量定理： （1）内容：物体所受合力的冲量等于它在这个过程中动量的变化。 F∆t =Δp=p'-p （2）公式： （3）注意：①表明合外力的冲量是物体动量变化的原因。 ②动量定理是矢量式，使用时需规定正方向。 ③适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。 ④动量变化率：F=∆P/∆t ，即等于物体所受合外力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。 动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。 10 四、动量定理的应用： 鸡蛋掉地上和海绵垫子上会有什么现象？为什么？ 11 例4、一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间 为0.01s。球棒对垒球的平均作用力是多大？ 12 1.确定研究对象：一般为单个物体； 2.明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量； 3.明确研究对象的初末状态及相应的动量； 4.选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化； 5.根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。 动量定理的解题步骤： 13 1、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ） A、甲物体受到的冲量大 B、乙物体受到的冲量大 C、两个物体受到的冲量大小相等 D、无法判断 答案C 14 2、质量为0.5 kg的小球沿光滑水平面以v1＝5 m/s的速度冲向墙壁后又以v2＝4 m/s的速度反向弹回，如图所示，若球跟墙的作用时间为0.05 s，则小球所受到的平均力大小为_______ N. 90 15 3、(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，下列说法正确的有（ 　　） A．两手榴弹在落地前瞬间重力的功率不相同 B．从投出到落地，两颗手榴弹的重力的冲量相同 C．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化量相同 D．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化率相同