1.2动量定理 课件-2025-2026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 情境与思考 思考1：这些场景中的垫子、沙坑、轮胎有什么共同的作用？ 缓冲 跳高比赛 跳远比赛 悬挂轮胎的游船准备靠岸 锤子钉钉子 棒球比赛 高尔夫球比赛 思考2：在这些场景中，我们还希望缓冲吗？ 情境与思考 跳高比赛 跳远比赛 悬挂轮胎的游船准备靠岸 锤子钉钉子 棒球比赛 高尔夫球比赛 思考3：在以上两类场景中，为什么目的会不同呢？ 思考4：在以上两类场景中，每一种情景中人或物体的受力与各自的动量变化 有怎样的关系呢？ 受力情况不同 整理得： 假定一个质量为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，初始时刻物体的速度为v，经过一段时间∆t，它的速度为v´，推导力与动量的关系。 F 作用了时间∆t F vʹ F v ——合力在时间上的累积，称为冲量 F∆t = p´– p 类比： F∆x = Ek´– Ek ——力在位移上的累积，称为力的功 加速度：由牛顿第二定律F = ma，则有： 4 冲量 1. 定义： 在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量 2. 公式： I = F∆t 单位： N·s 问1：冲量是标量还是矢量？ 问2：冲量是状态量还是过程量？ 问3：若某一恒力在一段时间内不做功，还是否有冲量？ 问4：I = F∆t 能否求变力的冲量？ 问5：能否用F-t图像求力的冲量？ F t F Δt 思考：如果力是变力，如何求冲量呢？ 矢量，方向与力的方向相同 过程量，是力对时间的累积效应 有！ 图线与t轴所围的面积 不能！ 一段时间内的变力 该段时间 无限分割 近似认为在每小段 时间内受到恒力作用 一段时间内的变力的冲量 微分求和 微元法 F-t图像与时间轴所围“面积”大小 = 对应时间t内力F的冲量大小 思考：如果力是变力，如何求冲量呢？ F t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 F t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 10 8 F 高一物理时，我们把力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化这样一个结论叫作动能定理。 即： 经过推导，我们发现力在一个过程中对所受力的冲量，等于物体在这个过程中始末动量变化量，这个结论我们把它叫作什么呢？ 即： F∆t = pʹ – p 类比 动量定理 1. 定义： 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 2. 公式： I = F∆t = Δp = p´ - p 问1：公式中的力F是什么力？ 问2：动量定理看过程还是初末状态？ 问3：动量定理适用范围？ 问4：动量的变化率表示什么？ 合力 初末状态 恒力和变力都适用 F=∆P/∆t ，即为物体所受合外力 3. 从力学三大观点认识合外力F合 力学观点 能量观点 动量观点 牛顿第二定律 动能定理 动量定理 8 动量定理 1. 定义： 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 2. 公式： I = F∆t = Δp = p´ - p 4. p-t图像： ②图像的斜率表示物体所受合外力 ①图线在t轴上方，p与正方向一致； 图线在t轴下方，p与正方向相反 3. 从力学三大观点认识合外力F合 p1 -p1 t1 t2 t3 t4 9 思考1：这些场景中的垫子、沙坑、轮胎为什么可以起到缓冲作用？ 跳高比赛 跳远比赛 悬挂轮胎的游船准备靠岸 锤子钉钉子 棒球比赛 高尔夫球比赛 思考2：在这些场景中为什么物体可以获得更大的作用力呢？ 做一做： 鸡蛋掉地上和海绵垫子上分别有什么现象？为什么？ 动量定理的应用 例1. 一个质量m = 0.18kg的垒球，以v = 25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小变为v' = 45m/s。设球棒与垒球的作用时间t = 0.002s，球棒对垒球的平均作用力是多大？ 解：沿垒球飞向球棒的方向建立坐标轴， 垒球所受的平均所用力大小为6300N，力的方向与垒球飞来的方向相反 垒球的初动量为： 垒球的末动量为： 由动量定理知垒球所受的平均作用力为： 1. 确定研究对象 4. 受力分析，求出合外力的冲量 3. 明确初末状态 2. 选定正方向 5. 列方程，统一单位后代数据`求解 动量定理的应用 例2. 中国CNCAP（汽车碰撞实验）是检验汽车安全性能的重要标准，其中一项称为40%ODB正面碰撞检验：汽车速度为64km/h，迎面碰到可溃障碍物上并停下来。某次测试中，驾驶座假人甲系着安全带，副驾驶座假人乙没有系安全带，但其前方固定着一竖直挡板，假人质量均为50kg，碰撞时间为0.05s，假人与安全带的作用时间为0.2s，碰撞过程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比为( ) A．1：4 B．4：1 C．2：5 D．5：2 A 请同学们认真阅读以下课本P9页的STSE《汽车碰撞试验》，明确汽车碰撞试验的重要性、汽车安全驾驶的重要性以及物理与日常生活的紧密结合性。 动量定理的应用 例3. 一个水龙头以垂直于墙面10m/s的速度喷出水柱，水柱的横截面积为3×10-4m2，水柱垂直冲击竖直墙壁后变为速度为零的无数小水滴，水的密度为1×103kg/m3，则水柱对墙壁的冲击力为( ) A．30N B．3N C．15N D．1.5N A 同学们，下课！ $$