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

第一章 动量守恒定律 第2节 动量定理 目录 主题(二) 动量定理 主题(三) 动力学的三把钥匙 主题(一) 冲量 第2节 动量定理 主题(四) 流体模型 发生碰撞 小球受到力的作用 小球撞墙后动量P发生变化的原因是什么？ 新课引入 动量改变 F=ma Ft=mv2-mv1 =m = 问题情景:质量为m的物体在光滑水平面上，在恒力F的作用下，经过时间t，速度由v1 变为v2。则力F与动量变化的关系如何？ =ΔP 若地面粗糙，物体的摩擦力为f? F-f=ma Ft-ft=mv2-mv1 =m = =ΔP Ft这个量跟动量的变化量有密切关系 新课引入 Ft称冲量 冲量 第一部分 一、冲量 1.定义: 力与时间的乘积 2.公式: 4.单 位: 牛·秒 矢量，方向与力相同 3.标矢性: (N·S) I=Ft 注意：冲量是过程量，必须针对一段时间 5.冲量与功： 冲量 功 区 别 公式 标矢性 单位 正负表示 物理意义 图像 一、冲量 注意：某个力有冲量，但不一定做功；有功一定有冲量。 N·S I=Ft(对时间的积累) W=Fxcosθ(对空间的积累) 矢量 标量 N·m（J） F-t图像中面积表冲量 F-x图像中面积表功 与正方向相同或相反 动力做功或阻力做功 改变物体的动量 改变物体的动能 F 0 t F 0 x 5.冲量与功 6.变力的冲量 一、冲量 6.变力的冲量 F 0 t F 0 t F2 F1 t0 F2 F1 t0 ①图像法: F-t图像中面积 ②平均值法: IF= 思考:如何求此物体合力的冲量？ N F f mg θ V1 V2 t I合= F合t =(Fcosθ-f)t F合t=mat =mv2-mv1 I合=ΔP 动量定理 第二部分 ②对于I合，可先算各力的合力，再算合力冲量， 也可先算各力冲量，再求矢量和。 二、动量定理 1.内容: 一个物体合力的冲量等于动量的改变量 2.公式: 3.理解: ①此为矢量式，ΔP方向与F合相同 =ΔP F合Δt=mv2-mv1 对F合、V计算，要考虑方向 F合= ③合力等于动量的变化率， F合大则动量变化快 不考虑中间过程，只考虑初末状态。 【典例1】如图所示，一恒力F与水平方向夹角为θ，作用在置于粗糙水平面上，质量为m的物体上，作用时间为t，物体保持静止，则力F的冲量为———— ，合力的冲量———— A.Ft B.Ftcosθ C.0 D.(mg-Fsinθ)t A C F θ t 【典例2】一质量为0.1kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，棒与球作用时间为0.01s。棒对垒球的平均作用力？ v1=25 v2=45 F 法1：牛二 a= = 规定初速度方向为正方向 =-7000m/s2 F=ma= 700N 法2：动量定理 -FΔt=m(-v2)-mv1 I合=ΔP 得:F=700N 【典例3】丰富的课外活动蕴含了很多有趣的物理知识。在某次课外活动中，一同学将质量为0.5 kg的弹力球从h1=1.25 m 高处自由下落，与地面碰撞后回弹高度为h2=0.8 m。设碰撞时间为0.1 s，回弹的速度方向竖直向上，g取10 m/s2，不计空气阻力。求弹力球对地面的平均作用力。 法1:分阶段 mgh1= h1 h2 =5m/s v1= =4m/s 同理v2= 碰撞过程列动量定理 I合=ΔP 规定下为正方向 mgΔt+ (-FΔt) =m(-v2)-mv1 得F=50N 由牛顿第三定律 F/=F=50N 方向向下 【典例3】丰富的课外活动蕴含了很多有趣的物理知识。在某次课外活动中，一同学将质量为0.5 kg的弹力球从h1=1.25 m 高处自由下落，与地面碰撞后回弹高度为h2=0.8 m。设碰撞时间为0.1 s，回弹的速度方向竖直向上，g取10 m/s2，不计空气阻力。求弹力球对地面的平均作用力。 法2:全程动量定理I合=ΔP h1 h2 mg(t1+Δt+t2)+ (-FΔt) =0-0 得F=50N 由牛顿第三定律 F/=F=50N 方向向下 法1:碰撞过程列动量定理 I合=ΔP 规定下为正方向 mgΔt+ (-FΔt) =m(-v2)-mv1 得F=50N h1= 得t1=0.5s 同理得t2=0.4s 【典例4】质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.5 s，安全带自然长度为L=5 m，g取10m/s2，求安全带所受的平均冲力的大小？ V 0 得:F=1000N 解： mgL= 得V=10m/s 弹性绳起作用的