1.2 动量定理 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦“动量定理”，通过鸡蛋落海绵与硬底容器的对比实验导入，围绕动量是否相等、碰撞力是否相等的问题链引发思考，结合牛顿第二定律推导定理，对比动能定理（力对空间累积）构建力对时间累积的物理观念，形成学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，导入实验引导学生观察提问，推导过程体现科学推理，微元法及F-t图像面积分析变力冲量体现模型建构。应用涵盖缓冲装置等生活实例与垒球打击、流体“柱状模型”等定量计算，助力学生形成运动与相互作用观念，提升分析能力，教师可借清晰结构高效教学。

1.2 动量定理 高中物理选择性必修一 第一章 动量与动量守恒定律 1 如图 （a）所示，在水平桌面上放两个有机玻璃容器 A、B，容器 B 为硬底， 容器 A 底部平铺一层厚海绵，B 的底部与 A 中海绵上表面处在同一水平高度。将 两枚形状、大小接近的生鸡蛋分别从 A、B 正上方同一高度释放［图 （b） （c）］。鸡蛋落下后会发生什么现象？ 两个鸡蛋在接触底面前的动量相等吗？ 与底面的碰撞过程中的动量变化相等吗？ 碰撞过程中经历的时间相等吗？ 两个鸡蛋碰撞过程中受到的力大小相等吗？ F v0 vt t m a B A 设一个质量为m的物体，初速度为v0，在恒力F的作用下，在光滑水平面上由A点运动到B点，运动时间为t，B点速度为vt。 1、定义： 力F和力的作用时间t的乘积F·t叫做力的冲量 2、定义式： I = F·t 3、单位： 冲量的国际单位是牛·秒（N·s） 4、冲量是矢量： 它的方向是由力的方向决定的，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同。 5、冲量的计算： Ａ．恒力的冲量 ——力对时间的累积效果 作用t时间 （是个过程量） F 外力F推，未动，如何？ 一、冲量 在上述推导中，我们假定力是恒定的。实际上，物体所受的力通常不是恒定的。例如用铁锤钉钉子、用球棒击打垒球，钉子和垒球受的力就不是恒力。如何求这类变力作用的冲量？ B. 微元法求变力的冲量 将该段时间 无限分割 F t/s 4 3 2 1 0 2 4 6 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 一段时间内的变力 近似认为物体在每一时段以受到某一恒力 一段时间内的变力的冲量 微分求和 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。 微元法 10 F v0 vt t m a B A 设一个质量为m的物体，初速度为v0，在恒力F的作用下，在光滑水平面上由A点运动到B点，运动时间为t。 变式：在粗糙水平面？ 合外力等于动量的变化率 二、动量定理（theorem of momentum） 1.内容 2.表达式 3.动量定理是矢量关系式 4.因果性：合外力的冲量是动量变化的原因 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的变化量。 p 把碰撞过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受的力没有很大的变化，这样对于每个短暂过程就能够应用 Ft =Δp ，把应用于每个短暂过程的关系式相加， 就得到整个过程的动量定理。在应用 Ft =Δp处理变力问题时，式中F应该理 解为变力在作用时间内的平均值。 动量定理与变力 二、动量定理（theorem of momentum） 1.内容 2.表达式 3.动量定理是矢量关系式 4.适用范围 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力. 对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值. 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的变化量。 p 牛顿运动定律、动能定理、动量定理 哪家强？ 1.牛顿第二定律（瞬时效应）：适用于宏观低速，恒力 2.动能定理（空间积累），动量定理（时间积累）：适用于一切，恒力变力，直线曲线，低速高速、宏观微观现象。将较难的计算问题转化为较易的计算问题 三、动量定理的应用1:定性分析 作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，这实际上是牛顿第二定律的另一种表述。 要想增大F合，可以怎么做？ 要想减小F合，可以怎么做？ 3.小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？ 2.跳远的时候直接跳在水泥地上行吗？ 1.用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？ 三、动量定理的应用1:定性分析 防震泡沫材料 轮 胎 防 撞 保 护 防 护 头 盔 动量定理的应用——缓冲装置 汽车安全气囊 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 15 教师提示引导，进入动量定理的讲解. 落地速度和物体质量一样时， 缓冲时间越短，撞击力越大； 水泥地面 泡沫垫 三、动量定理的应用1:定性分析 例1：一个质量为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？ 【解析】垒球的初动量为 p=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5kg·m/s 垒球的末动量为 pˊ=mvˊ=(－0.18)×45 kg·m/s= － 8.1kg·m/s 由动量定理知垒球所受的平均作用力为 负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反 例2：如图，一质量为m=2kg的铅球从离地面H=5m高处自由下落，陷入泥潭中某处后静止不动，整个过程共用时t=1.1s，求泥潭对铅球的平均阻力。 220N 应用动量定理解题的一般步骤： (1)明确研究对象和研究过程 (2)进行受力分析 (3)规定正方向 由于力、冲量、速度、动量都是矢量，在一维的情况下，列式前可以先规定一个正方向，与规定的正方向相同的矢量为正，反之为负。 (4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)。 (5)根据动量定理列式求解。 三、动量定理的应用2:定量计算 例3：消防员用横截面积为S的喷水枪，喷出恒定流速为v的水流，水流垂直射向着火的墙体后，速度可视为0。水的密度为 ，水流的重力忽略不计。求： （1）水枪在 时间内喷出水的质量。 （2）墙体受到水流平均冲击力的大小。 解：（1）水枪在时间内喷出水的质量为 （2）以水喷出的方向为正方向，与墙体碰撞过程中 时间内的水，根据动量定理得 解得 根据牛顿第三定律可得，墙体受到水流平均冲击力的大小 s vΔt v′ =0 F v 动量定理在变质量(如流体)中的应用 处理有关流体（如水、空 气、高压燃气等）撞击物体表面产生冲力（或压强）的 问题，常用动量定理。解决这类问题的关键是选好研究对象，一般情况下选在极短时间∆t内打到物体表面上的流体为研究对象（建立“柱状”模型）。 研究对象为“变质量”的“连续”的流体(如水流、空气流等)，以水流为例，一般要假设一段时间Δt内流出的水柱，其长度为vΔt，水柱底面积为S，得水柱体积V＝SvΔt，水柱质量为Δm＝ρV＝ρSvΔt，再对质量为Δm的水柱应用动量定理求解。 课堂小结 01 02 动量定理 动量定理：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。 动量定理 的应用 冲量：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I。 冲量是矢量,过程量，反映了力对时间的积累效应. I=Ft 自我总结：请从以下关键词选择几个谈谈这节课你的收获 冲量 动量定律 动量的变化率 “微元”思想 图像法 力对时间空间的积累 “柱状”模型 课后作业： 1、阅读教材11页《发展空间》，试着做一做“瓦碎蛋全”的实验，观察现象，用所学物理知识解释背后的原因； 2、完成教材11页《自我评价》1-5题； 3、完成习题册《练透》上课后练习。 $