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

人教版物理选择性必修一第一章《动量守恒定律》 第二节：动量定理 2025/5/16 2 物理组 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。在初始时刻物体的速度为v，经过一段时间∆t，它的速度变为v′ 提示应用牛顿第二定律 先讨论物体受恒力的情况。 物体动量变化与所受力的关系 动量的变化量 合力与作用时间的乘积 2025/5/16 3 物理组 一个质量为m的物体在粗糙的水平面上受到恒力F的作用，动摩擦因数为μ，做匀变速直线运动。在初始时刻物体的速度为v，经过一段时间∆t，它的速度变为v′ f f 物体受多个恒力的情况。 合力与作用时间的乘积 动量的变化量 物体动量变化与所受力的关系 2025/5/16 4 物理组 物体受变力的情况。 一个质量为m的物体在粗糙的水平面上受到变力F的作用，动摩擦因数为μ，做变加速直线运动。在初始时刻物体的速度为v，经过一段时间∆t，它的速度变为v′，那么物体在这段时间内： f f 将所有方程累加起来，可得： t F F1 Fn 合力与作用时间的乘积 动量的变化量 物体动量变化与所受力的关系 2025/5/16 5 物理组 通过上述3种不同的情景，我们可以得到： F∆t 这个物理量反映了力的作用对时间的累积效应。物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量（Impulse），用字母I 表示冲量，则： 合力与作用时间的乘积 I ＝F ∆t 2025/5/16 6 物理组 １、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积。 2、单位：N·S 冲量 3、矢量性：方向由力来决定 4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应。 F t O t F t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。 F  v mg 质量为m 的物体放在水平地面上，在与水平面成 角的拉力F作用下由静止开始运动，经时间t 速度达到v，在这段时间内拉力F 和重力mg 冲量大小分别是 (　 ) A．Ft，0 B．Ftcos,　0 C．mv,　0 D．Ft,　mgt 2025/5/16 9 物理组 冲量 变式2：一质量m = 2 kg的物体处于静止，经t = 5 s，求 （1）重力的冲量： （2）支持力的冲量： （3）合外力的冲量： mg N 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。 冲量 功 区 别 公式 标、矢量 意义 正负 作用效果 单位 N·S I=Ft W=Fxcos θ 矢量 标量 N·m（J） 力对时间的积累, 对应一段时间 在F-t图像中可以用面积表示 力对位移的积累, 对应一段位移 在F-x图像中可以用面积表示 正负表示与正方向相同或相反 正负表示动力做功或阻力做功 改变物体的动量 改变物体的动能 4.冲量与功的比较 2025/5/16 12 物理组 动量定理 2025/5/16 13 物理组 1.内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。 2.表达式： 或 动量定理 对动量定理的理解 ①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因. ②动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向. 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. 2025/5/16 14 物理组 例题：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？ 如改用塑料棒，棒对球作用时间为0.5s，垒球的平均作用力为多大 质量为 m =2.0kg 铁块静止在水平面上，从t=0时刻起，该铁块受到一个水平推力F的作用，F随时间变化的规律如图所示。铁块与水平面间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，且重力加速度 。求： （1）5.0s内推力对铁块的总冲量大小； （2）t=5s时铁块的瞬时速度大小。 3.如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（　　） A．增大手受到球的冲量 B．减小球对手的平均作用力 C．减小球的动量变化量 D．增大球的加速度 2.动量定理在生活中的应用 思考：为什么我们通常用铁锤钉钉子，而跳远时却要跳入沙坑中？ 对于钉钉子：缩短作用时间，增大作用力。 对于跳沙坑：延长作用时间，减小作用力。 摩托车帽里的衬垫 船靠岸时边缘上的废旧轮胎 包装用的泡沫材料 安全带、安全气囊 跳高比赛中用到的厚垫子 一定， 越长， 则F越小。 一定， 思考：若地面平铺一层海绵，使得撞击时间变为0.1s，冲击力？ —— 缓冲作用 越短， 则F越大。 动量定理的应用 变式：若一个50 g的鸡蛋从20m坠下，与地面的撞击时间约为0.001s，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ） A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 　(多选)(2024·宁波市高二期中)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则 A.2秒末时物块的冲量大小为4 N·s B.3秒末时物块的动量大小为5 kg·m/s C.前4秒内物块的运动方向不发生改变 D.4秒末物块的速度为零 例4 √ √ 　(多选)自动流水线中有实现货物转弯的传送带，质量为m的货物从传送带A位置传送到B位置，传送过程中传送带速率保持不变，则货物在此过程中 A.货物所受支持力的冲量为零 B.支持力对货物做功为零 C.所受合外力做功不为零 D.所受合外力的冲量不为零 例5 √ √ 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 2025/5/16 23 物理组 动量定理的适用范围 (1)动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值； (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)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动等问题。 动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。 力的作用时间 Ft　 冲量 动量 Δp mv'-mv 4．放在水平面上的物块，受到与水平方向夹角为60°，斜向上拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系分别如图所示，根据图象提供的信息，下面判断正确的是（　　） A．由图象可以求出物体的质量 B．拉力F在4秒内的冲量是8N·s C．拉力F在4秒内的冲量是3N·s D．物体在4秒内的动能变化是6J 水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点,得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示,若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上,碰到钢板后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,则钢板受到水的冲击力大小为(　　) A.πρd2v B.πρd2v2 C.0.25πρd2v D.0.25πρd2v2 $$