1.1 动量和动量定理(二) 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦冲量概念、动量定理及碰撞缓冲实例，通过碰碰车碰撞、汽车碰撞试验等生活场景提问导入，衔接动量概念，搭建从动量变化到冲量的学习支架。 其亮点在于以科学推理为核心，通过F、Δt与Δp关系推导及辨析题培养科学思维，结合高考真题例题强化科学论证，用飞鸟撞飞机、安全气囊等实例渗透科学态度与责任。采用问题驱动与实例分析结合的教学方法，小结系统梳理知识，助力学生构建物理观念，也为教师提供丰富教学资源。

如果一只小鸟撞在正在飞行的飞机，其威力竟然不亚于炮弹。在我们看来，小鸟体型小，重量轻，与钢筋铁骨的大飞机相撞，其产生的影响犹如以卵击石一般，不会有太大的影响。然而事实并非如此，相反，一只小小的飞鸟足以把一架高速飞行的飞机撞坏，甚至造成机毁人亡的惨剧。1988年，埃塞俄比亚的一架波音737飞机在起飞爬升到3800米时与小鸟相撞，这场意外事故造成机上85人死亡，21人受伤。1996年9月22日，美空军的一架预警机以每小时230海里的速度滑跑，在起飞升空的一刹那，撞上了三十多只加拿大鹅，瞬间，两台发动机火光冲天，飞机直接坠毁在机场附近，24名空勤人员全部不幸遇难。据统计，包括军机在内，全世界每年发生的撞鸟事件高达2万起，经济损失超过100亿美元。国际航空联合会已把受到鸟类撞击事故列为A类航空灾难。那为什么飞机撞鸟威力会相当于炮弹呢？这主要是因为飞机的相对速度较高，就使得鸟机的破坏力增大。根据动量定理，一只0点四五公斤的鸟与时速800公里的飞机相撞，会产生153公斤的冲击力。一只7公斤的大鸟撞在时速960公里的飞机上，冲击力将达到144吨。因此，一只小小的麻雀就足以撞毁飞机的发动机。通常，撞鸟事件多发生于飞。 nullnullnull第一章 动量及其动量守恒定律 Impulse-Momentum 学习目标 理解动量定理的确切含义及其表达式，会运用动量定理解决实际问题 理解冲量的概念，知道冲量是矢量，会计算某力的冲量 03 01 重点 重难点 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象 02 重点 表达式： p=mv 表达式：Δp= p'－p 过程量 状态量 动量 动量变化量 质量和速度的乘积 末动量与初动量的矢量差 公司logo 公司logo 知识回顾 碰碰车相互碰撞 汽车碰撞试验测试 碰撞的效果与什么有关呢? 共同特点：碰撞过程，动量发生了改变。 情境导入 为什么要安装塑料防装装置？ 为什么航母上战斗机要采用拦阻索减速呢？ 力和物体动量变化量有什么关系呢？ 物体碰撞会受到力的作用 观察与思考 冲量 冲量的计算 01 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？ 相等 相等 不相等 不相等 思考与讨论 如图，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Δt，它的速度变为v′。试推导F 、 Δt 与Δp的关系 。 经过时间 Δt 由加速度的定义知：a= 根据牛顿第二定律：F=ma Ft= 定义 力和力与作用时间的乘积 I=Ft 国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号为N·s 冲量 定义式 梳理与总结 反映了力对时间的积累效应，力越大，作用时间越长，冲量就越大 冲量是 (填“矢”或“标”)量。 如果力的方向恒定，则冲量的方向与力的方向相同。 冲量 物理意义 矢量性 梳理与总结 (1)用力推物体，物体没有动，则人对物体的冲量为零。(　　) (2)只要力的作用时间和力的大小的乘积相同，物体所受的冲量一定相同。(　　) × × 辨析 1.(2025·宁德市高二期中)如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右做匀速直线运动，重力加速度为g。关于物体在时间t内所受力的冲量，下列说法正确的是 A.重力的冲量大小为mgt B.物体所受合力的冲量为Ft C.拉力F的冲量大小为Ftcos θ D.摩擦力的冲量大小为Ftsin θ √ 例题 由冲量的定义可知重力的冲量大小IG＝mgt，A正确； 物体做匀速直线运动，故合力为0，则合力的冲量为0，B错误； 拉力F的冲量大小IF＝Ft，C错误； 由平衡条件可得摩擦力的大小Ff＝Fcos θ，则摩擦力的冲量大小为If＝Fft＝Ftcos θ，D错误。 拓展　在上述过程中，拉力F的冲量方向如何？ 答案　拉力F的冲量方向与F方向相同，与水平方向成θ角斜向右上。 I= Ft 恒力的冲量方向与力的方向相同 2.(2023·南通市高二开学考)一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则 A.0~2 s时间内合力F对物块的冲量为4 N·s B.2~3 s时间内合力F对物块的冲量为1 N·s C.0~3 s时间内合力F对物块的冲量为2 N·s D.0~3 s时间内合力F对物块的冲量为4 N·s √ 例题 由题图可知，0~2 s时间内合力F对物块的冲量为I1=×(1+2)×2 N·s= 3 N·s，故A正确； 由题图可知，2~3 s时间内合力F对物块的冲量为I2=Ft=-1 N×1 s=-1 N·s，故B错误； 0~3 s时间内合力F对物块的冲量为I3=I1+I2=2 N·s，故C、D错误。 1.冲量是过程量，要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量，与物体是否运动、在该力的方向上是否有位移无关。 2.求合力的冲量 (1)分别求出每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和。 (2)如果各力的作用时间相同，可先求出各力的合力，再由I=F合Δt求合力的冲量。 总结提升 3.求变力的冲量 (1)如图所示，若力F是变力，但力与时间成线性变化关系，则可用平均力求变力的冲量。 (2)若给出了力随时间变化的F-t图像，则图像与横坐标轴所围的面积表示力在这段时间内的冲量，需注意各部分面积对应力的冲量方向是否相同。 3.(2024·南平高二期末)如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中不计足球所受阻力，以向上为正方向。下列说法正确的是 A.球从颠出到落回原位置的时间内，重力做的功不为零 B.球从颠出到落回原位置的时间内，重力的冲量为零 C.球上升阶段重力做功为正值 D.球下降阶段重力的冲量为负值 √ 例题 球从颠出到落回原位置的时间内，球的位移为零，根据W＝mgx可知重力做的功为零，A错误； 由冲量定义I＝Ft，球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为重力乘以时间，大小不为零，B错误； 球上升阶段，重力竖直向下，球的位移向上，重力的方向和位移方向相反，重力做负功，C错误； 重力方向与规定的正方向相反，重力为负，根据I＝Ft可知球下降阶段重力的冲量为负值，D正确。 冲量与功的比较 定义式 标矢性 意义 冲 量 功 说 明 I=Ft W=F·x x为F方向的位移 矢量，正负表示方向与所选正方向相同或相反 标量，正负表示是动力做功还是阻力做功 冲量是力对时间的累积，是引起物体动量变化的原因 功是力对空间的累积，是引起物体动能变化的原因 某个力在一段时间内做的功为零时，力的冲量不为零。一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，方向一定相反，但它们所做的功大小不一定相等，符号也不一定相反。 总结提升 动 量 定 理 02 用什么物理量能恰当描述碰撞过程？ 观察与思考 (1)两次碰撞前后钢球速度的变化是否相同？ (2)分析实验数据，两次碰撞的碰撞时间和碰撞力之间有什么关联？ =- t 越短时，F 越大， →0 内容 表达式 物体在一运动过程中所受合外力的冲量等于物体在此过程中的动量变化量 I＝ 或 Ft = 动量定理 核心知识 动量定理中“合外力的冲量”，可由各个力冲量的矢量和获得 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， 合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向相同 动量定理反应了合外力的冲量是动量变化的原因，是力在时间上的积累改变了物体的动量。 01 02 03 对动量定理的理解 核心知识 实际运动过程中的作用力往往不是恒力，动量定理还成立吗？式中的F又如何理解？ 沙坑跳远 跳楼救生气垫 思考与讨论 一段时间内的变力 将该段时间 无限分割 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 微元法 注：式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 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 (1)若物体在一段时间内动量发生了变化，则物体在这段时间内受到的合外力一定不为零。(　　) (2)物体所受的合力越大，动量变化越快。(　　) √ √ 辨析 4.(来自人教教材)如图，用0.5 kg的铁锤捶钉子。打击前铁锤的速度为4m/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？ 设该钉子对铁锤的平均作用力大小为F，以向上为正方向，根据动量定理，有 FΔt=0-mv0 解得 F v0 FN 由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为200N 答案　200 N 例题 若考虑铁锤所受的重力，根据动量定理，有 (F'－mg)Δt＝0－mv 解得 F' v0 F' N 由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为205N G 4.(来自人教教材)如图，用0.5 kg的铁锤捶钉子。打击前铁锤的速度为4m/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 。 (2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ 答案　205 N 拓展 请你分析一下，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。 可以不计铁锤所受的重力。 F' ＝ ＋mg (F'－mg)Δt＝0－mv 解得 Δt 很小时， F' 应用动量定理计算的一般步骤： 公司logo 公司logo 总结提升 碰撞与缓冲的实例分析 03 小小的飞鸟如何将飞机撞坏的？ 观察与思考 一定时，增大作用时间，减小作用力 一定时，减小作用时间，增大作用力 鸡蛋下落 飞鸟撞坏飞机 5.物理是源自生活的科学，只要细心观察，生活中处处是物理。下列情景中说法正确的是 A.击打钉子时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B.跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量 C.从同样的高度落下的两个相同的玻璃杯，掉在水泥地上的玻璃杯动量 变化大，掉在草地上的玻璃杯动量变化小 D.汽车的安全气囊是通过增大作用时间来减小平均作用力从而减小对司 乘人员的伤害 √ 例题 使用橡皮锤击打钉子时，橡皮锤发生形变延长了作用时间，从而使钉子受到的冲击力变小，所以一般不使用橡皮锤击打钉子，故A错误； 沙坑中填沙是为了延长人与沙子作用时间，从而减小人受到的冲击力，冲量没有变，故B错误； 相同高度的相同杯子落地时速度相同，落地后速度都为零，则动量变化相同，故C错误； 安全气囊弹出后充满了气体，增大了与人的作用面积，延长了与人的作用时间，从而减小了对人的平均作用力，故D正确。 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。 跳远比赛 锤子钉钉子 安全气囊 应用FΔt＝Δp分析实际问题时，一般从两个方面分析： (1)Δp一定，Δt短则F大，Δt长则F小； (2)F一定，Δt长则Δp大，速度变化大，Δt短则Δp小，速度变化小。 总结提升 冲量 碰撞与缓冲的实例分析 内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。 F= Ft=或 I＝ 一定，t短则F大，t长则F小 定量计算 研究对象→明确过程，受力分析→初末状态，确定正方向→列动量定理方程 动量定理 I=Ft，矢量，由力的方向决定 过程量，哪一个力在哪一段时间内的冲量 合力的冲量、变力的冲量 冲量的计算 冲量和功 一定，t长则大，t短则小 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf58.20.100 $null