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

选择性必修一第一章 1.2动量定理 1. 能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式； 2. 理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。 3. 会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。 船靠岸时边缘上的废旧轮胎 见物思理：下列生活中的现象蕴含了什么奥秘？ 摩托车头盔里的衬垫 跳高用的海绵垫 物体碰撞会受到力的作用，物体动量变化和力有什么关系？ 汽车的安全气囊 气功表演：碎大石 3 教师提示引导，进入动量定理的讲解. 情景及问题创设：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′ ，如何推导这几个量之间的关系？ 可得Ft= mv′ - mv ，即Ft= p′ - p 解：如图所示,物体的初动量为 p= mv,末动量为p′ = mv′ , 由加速度的定义式: 由牛顿第二定律F = ma = , 理论推导 1．定义： 2．表达式： 3．单位： 4．冲量是矢量： 5．冲量是过程量： 一、冲量 力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量； I＝FΔt ； 牛秒，符号“N·s”； 冲量的方向与相应时间内动量的变化量方向相同，若力是恒力，冲量的方向与力的方向相同； 反映的是力对时间的积累。 　　 有了冲量的概念，其表达式也可以写成：I＝p′－p 　　 再根据 FΔt＝ p′－p ，可得：F(t′－t)＝mv′－mv 　　 这表明：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，这个关系叫作动量定理。 　　 这里说的“力的冲量”是指合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和。 二、动量定理 动量定理 　　实际情况下，物体在碰撞中受到的作用力往往不是恒力。 　　如图所示对于变力的冲量，我们可以把整个过程细分为无数不变的短暂过程。这样每个短暂的过程都可以利用 FΔt＝ p′－p ，最后把每个短暂的过程相加，就得到整个过程的动量定理。式中的 F 应该理解为变力在作用时间内的平均值。 二、动量定理 冲量 功 单位 N·s J 公式 I=F·Δt W=Fl·cosα 标矢 矢量 标量 意义 表示力对时间的累积 表示力对空间的累积 正负 表示冲量的方向 表示动力（阻力）做功 效果 改变物体的动量 改变物体的能量 冲量与功的区别 二、动量定理 例题： 　　一个质量为 0.18 kg 的垒球，以 25 m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度的大小为 45 m/s （图 1.2-4）。若球棒与垒球的作用时间为 0.002 s ，球棒对垒球的平均作用力是多大？ 图 1.2-4 二、动量定理 动量定理的应用 　　根据动量定理，可知动量的变化量一定时，作用的时间短，物体受的力就大；作用的时间长，物体受的力就小。 玻璃杯掉在坚硬的地面上很容易摔碎，掉在地毯上就不容易摔碎。 跳高运动员要落在软垫上 动量定理适用范围（只考虑初末状态）： 1.恒力、变力都适用，变力时求解的是力的平均值 2.动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题 3.动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。 二、动量定理 1.物理学中，将一个恒力的冲量定义为这个力与其作用时间的乘积，用字母I表示，即I=F·t。下列关于冲量的单位可能正确的是（　　） A．N/m B．N·s C．kg·m/s3 D．kg·m/s BD 课堂练习 练习2：如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中 (g=10m/s2) ，求： （1）重力的冲量； （2）支持力的冲量； （3）合外力的冲量. mg 合外力的冲量IF合=F合·t=mgsin300 t=20N·s. 重力的冲量IG=mg·t=2×10×2N·s=40N·s. 支持力的冲量IF=F·t=mgcos300·t=20 N·s， 课堂练习 13 讲时注意比较做功 3、人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g，从离人眼为 20cm 的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机反弹的高度为 5cm， 眼睛受到手机的冲击时间约为0.1s，（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2）。求： (1) 手机与眼睛作用过程中手机动量变化大小； (2) 手机对眼睛的平均作用力为多大。 课堂练习 4．如图，用 0.5 kg 的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为 4 m/s ，打击后铁锤的速度变为 0 ，设打击时间为 0.01 s ，g 取10 m/s2 。 （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。 课堂练习 课堂小结 $$