1.1 动量和动量定理 课件-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

1.1 动量和动量定理 教学目标 CONTENT 01 02 03 理解动量的概念 会用动量定理进行实例分析 理解动量定理的确切含义及其表达式； 2 台球由于碰撞而改变运动状态 碰撞现象在生活中司空见惯。 新课引入 汽车碰撞实验 鸡蛋从高处落到坚硬的地上会破， 落在较厚的软垫上还会破吗？ 新课引入 在游乐园开碰碰车，当运动的车去碰静止的车，运动的车总质量越大，车速越大，静止的那辆车会被撞得越远。 碰撞产生的效果与碰撞物体的质量和速度都有关 观察与思考 演示１ 质量相同的钢球碰撞 质量相差较多的钢球碰撞 演示２ 迷你实验室 结论：对同一被碰球，其上升的高度与碰撞球的质量和碰前速度都有关。 动量 一 新课教学 1.定义：在物理学中，把物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量 。 2.表达式： p＝mv 3.单位：千克米每秒，符号是kg • m/s。 4.动量的三个性质 （1）矢量性：方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同。 （2）瞬时性：是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。 （3）相对性：与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。 速度 v 为物体的对地速度。 5. 动量的变化（ Δ p） （1）定义：物体的末动量 p2与初动量 p1矢量差叫做物体动量的变化。 （2）表达式： Δ p = p2－p1 Δp=mv2-mv1 = mΔv p1 p2 （3）同一直线上动量变化的运算： Δp p1 p2 Δp p2 p1 p2 Δp p2 p2 （4）不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则： 三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。 p1 p2  p  p p2 p1 ？ 学以致用 1.(多选)质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下 沿直线运动，经过一段时间后速度大小变为7 m/s，则这段时间内动量的变化量可能为 A.5 kg·m/s，方向与初速度方向相反 B.5 kg·m/s，方向与初速度方向相同 C.2 kg·m/s，方向与初速度方向相反 D.2 kg·m/s，方向与初速度方向相同 √ √ 2.质量为0.1 kg的小球从1.25 m高处自由落下，与地面碰撞后反弹回0.8 m高处。取竖直向下为正方向，g＝10 m/s2，求： (1)小球与地面碰前瞬间的动量大小； 答案　0.5 kg·m/s (2)小球与地面碰撞过程中动量的变化。 答案　0.9 kg·m/s，方向竖直向上 1. 动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。 2. 动量是矢量，动能是标量。 动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。 3. 定量关系 动量发生变化 速度大小改变，方向不变 速度大小不变，方向改变 速度大小和方向都改变 动能改变 动能改变 动能不变 规律总结 动量和动能 v1 v2 假定一个质量为 m 的物体在光滑水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。初始时刻，物体速度为 v1，经过一段时间 t，它的速度为 v2，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，找出力与质量和速度的关系。 情景 整理得： Ft＝mv2mv1 1.冲量定义：力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。 4.冲量是矢量：方向由力的方向决定（适用于恒力） 5.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应. 冲量 二 2.表达式： I＝Ft 3.单位：牛•秒，符号是N•s。 Ft＝mv2mv1 可以写成 I＝mv2mv1 物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量变化量。这种关系叫做动量定理。 动量定理 三 1.动量定理： 2.对动量定理的理解 （1）动量定理的表达式 Ft＝mv2mv1 是矢量式，等号包含了大小 相等、 方向相同两方面的含义。 （2）动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。 （3）公式中的 F 是物体所受的合外力，若合外力是变力，则 F 应 是合外力在作用时间内的平均值。         t0 F0 F t O （1）求某个恒力的冲量： 如图，该力在时间 t0 内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的“面积”。 用该力和力的作用时间的乘积。 冲量的计算 规律方法 （2）求合冲量的两种方法： ①可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和； ②如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力， 再用公式 I合＝F合t 求解。 （3）求变力的冲量： ③利用动量定理求解。I = Δ = ①若力与时间成线性关系变化，则可用 平均力求变力的冲量。 ②若给出了力随时间变化的图像如图所示， 可用面积法求变力的冲量。 19 例: 一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下，以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 . (1) 若男孩落地时屈膝， 用了1s 停下来，则落地时地面对他的平均作用力是多大？ (2)若男孩落地时没有屈膝， 只用了 0.1 s 就停下来，则落地时地面对他的平均作用力又是多大？ 900N，方向竖直向上 3600N，方向竖直向上 运用动量定理解题的一般步骤 4. 根据动量定理列方程求解。 1. 确定研究对象 2. 对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间； 3. 分析过程，找出物体的初末状态并确定相应的动量； 规律方法 由动量定理：物体间的相互作用力与物体动量的变化和作用时间有关。 ①增大物体的动量变化量、缩短作用时间来增大相互作用力。， 碰撞与缓冲的实例分析 四 ②减小物体的动量变化量、增加作用时间来减小相互作用力。 功 冲量 力的空间积累 使动能发生变化 N·m（J） 标量 W= FS 功 力的时间积累 使动量发生变化 N·S 矢量 I=Ft 冲量 动量定理与动能定理的比较 五 动能的变化量 动量的变化量 合力所做的功 合力的冲量 可求变力的功 可求变力的冲量 一、动量 定义： p = mv 对动量的理解 动量的变化 课堂小结 冲量 二、动量定理 三、碰撞与缓冲的实例分析 表达式： F • t = mv2 mv1 对动量定理的理解 1. 关于动量的变化，下列说法正确的是（ ） A. 在直线运动中，物体的速度增大时，动量的增量Δp 的方向 和运动方向相同 B. 在直线运动中，物体的速度减小时，动量的增量Δp 的方向 和运动方向相反 C. 物体的速度大小不变时，动量的增量 Δp 为零 D. 物体做曲线运动时，动量的增量 Δp 一定不为零 ABD 跟踪练习 2．(多选)在任何相等时间内，物体动量的变化量总是相等的 运动可能是(　 　) A．匀速圆周运动　　 B．匀变速直线运动 C．自由落体运动 D．平抛运动 BCD 3．(多选)对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是(　　) A．物体的动量发生变化，其动能一定变化 B．物体的动量发生变化，其动能不一定变化 C．物体的动能发生变化，其动量一定变化 D．物体的动能发生变化，其动量不一定变化 BC 4．质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下 速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的 变化量为(　　) A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反 B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同 C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反 D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同 A 31 5．假设一只质量为1 kg的飞鸟，以20 m/s的速度水平迎面撞上速度 为720 km/h的国航波音737飞机并粘在飞机上，而飞机并没有因 为与鸟相撞而立即改变速度。试求，这只疯狂的小鸟撞上航天 飞机前后的动量的改变？ 方向与飞鸟飞行的方向相反 220 kg·m/s $$