1.2 动量定理 课件-2024-2025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 §1.2 动量定理 学习目标 1、能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。 2、知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。 3、知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。 4、会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题。 课堂引入 思考：上述现象中存在怎样的道理呢？ 一、动量定理 问题：分析一个物体动量的变化和它所受的力之间的关系 情境：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。 推导： 由牛顿第二定律得： 由得： 联立得： 即： 时间∆t 动量的变化量 力与时间的乘积 一、动量定理 （一）冲量 1、定义：力与力的作用时间的乘积。符号：I 公式： 单位：牛秒(N•s)，或千克米每秒(kg•m/s)。 2、矢标性：冲量是矢量。 如果作用力为恒力，冲量的方向与力的方向相同。 3、过程量：冲量是过程量，描述的是力的作用对时间的累积效应。 4、冲量的计算： ①恒力的冲量： ②变力的冲量：图像法； 动量定理。 一、动量定理 练习1、如图1.2-6，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。现有以下看法： A．物体所受拉力F的冲量方向水平向右 B．物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ 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。 一、动量定理 （二）动量定理 1、内容：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。 2、公式： 或： 3、矢量式：上述公式的左右两边都是矢量，因此在应用公式解决问题时，要注意规定正方向。 4、适用范围：既适用于恒力，也适用于变力。 阅读课本P8例题，了解动量定理的应用。 指合力的冲量，或者各个力冲量的矢量和 二、动量定理的应用 回顾课堂最初的几个情境并思考：跳高运动的缓冲垫、轮船周围的轮胎和安全气囊分别是怎样发挥作用的？ 延长作用时间，可以减小作用力的大小，进而起到缓冲作用。 以跳高运动为例，从同一高度下落的运动员，落地前的速度是相同的，落地后停下来的速度也是相同的，因此动量的改变量也相同。 由动量定理可知：合外力的冲量相同。通过缓冲垫，延长了作用时间，作用力随之减小。 二、动量定理的应用 练习2、如图，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为4m/s。打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为0.01 s。 （1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ （2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ （3）你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。 200N 205N 二、动量定理的应用 练习3、一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2 。 （1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。 （2）求网对运动员的平均作用力大小。 （3）求从自由下落开始到蹦回离水平网面5.0m高处这一过程中运动员所受重力的冲量、弹力的冲量。 二、动量定理的应用 应用动量定理解决问题的基本思路： 明确研究对象（一般是单个物体） 明确研究过程 受力分析 运动分析 合外力的冲量 动量的改变量 规定正方向，根据动量定理列方程求解 三、冲量与功的比较   冲量 功 定义 作用在物体上的力和力的作用时间的乘积 作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积 单位 N·s J 公式 I＝Ft(F为恒力) W＝Flcos α(F为恒力) 标矢性 矢量 标量 意义 (1)表示力对时间的累积 (2)是动量变化的量度 (1)表示力对空间的累积 (2)是能量变化多少的量度 共同点 都是过程量，都与力的作用过程相互联系 阅读课本P8科学漫步，加深对动量和动能的理解。 $$