1.2动量定理 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦“动量定理”，涵盖冲量的定义、动量定理的推导及F-t图像应用。通过包装泡沫、头盔衬垫等缓冲材料实例导入，衔接动量变化与力、作用时间的关系，搭建从动量概念到定理应用的学习支架。 其亮点在于以情境探究（足球受踢）和模型建构（恒力作用模型）为主线，结合F-t图像面积分析变力冲量，体现科学思维与物理观念。通过垒球反弹、屈腿缓冲等实例解析，学生能深化对规律的理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第一章 动量守恒定律 1.2 动量定理 包装泡沫 头盔衬垫 缓冲材料 碰撞中物体往往要从运动变为静止。为什么泡沫、衬垫能减小损伤？力、作用时间和动量变化之间有什么定量关系？ 新课导入 1. 知道冲量的含义、单位、方向和过程量特征。 2. 能在恒力作用情境中，由牛顿第二定律推导动量定理。 3. 能用 F-t 图像面积理解恒力和变力冲量。 4. 能运用动量定理解释缓冲现象，并处理一维动量变化问题。 学习目标 情境：足球受踢时发生了什么 观察：脚与足球短暂接触后，足球由静止或低速变为快速运动。 问题1：足球的动量有没有改变？ 问题2：改变发生在脚与球接触的哪一段时间内？ 问题3：如果接触时间不同，脚对球的作用效果会怎样？ 一、冲量：力对时间的积累 新知探究 一、冲量：力对时间的积累 定义：力 F 与力的作用时间 Δt 的乘积，叫做这个力的冲量。 定义式：I = FΔt。 单位：N·s。 矢量性：方向与力的方向相同。 过程量：必须说明哪个力、作用在哪个物体上、在哪段时间内。 新知探究 现象分析：动量改变来自力的持续作用 现象：脚对球的作用不是只有某一瞬间，而是在一段接触时间内持续作用。 怎样描述力在一段时间内的积累作用？ 分析：在这段时间内，足球速度改变，动量由 p 变为 p′，产生动量变化 Δp。 本质：改变动量要看力在时间上的积累；只说“力大”或“时间长”都不完整。 新知探究 判断冲量时必须说清什么 1. 哪个力？推力、重力、支持力，还是合外力？ 2. 哪段时间？接触过程、制动过程，还是从 t1 到 t2？ 3. 方向怎样？一维问题先规定正方向，反向冲量取负值。 结论：判断两个冲量是否相同，必须同时比较大小和方向。 新知探究 建立恒力作用模型 情境：质量为 m 的物体在合外力 F合 作用下，经过时间 Δt，速度由 v 变为 v′。 研究对象：物体 m。 研究过程：从初速度 v 到末速度 v′ 的这一段时间。 需要关注：合外力 F合、作用时间 Δt、动量变化 Δp。 二、动量定理 新知探究 推导：动量定理 由牛顿第二定律：F合 = ma。 由加速度定义：a = (v′ - v) / Δt。 两式相乘并整理：F合 Δt = mv′ - mv。 即：I合 = Δp。 这说明：动量变化对应的是合外力在时间上的积累。 新知探究 动量定理的内容 内容：物体在一个过程中所受合外力的冲量，等于物体在这个过程始末的动量变化量。 表达式：I合 = p′ - p，或 F合Δt = mv′ - mv。 物理意义：改变动量的不是单独的力或时间，而是合外力在时间上的积累。 注意：动量定理是矢量式，一维问题必须先规定正方向。 新知探究 变力冲量：看 F-t 图像面积 如果力随时间变化，不能直接用某一时刻的 F 乘整个时间。 思路：把时间分成许多小段，每一小段近似看成恒力。 各小段冲量相加，就是整个过程的冲量。 结论：F-t 图线与时间轴围成的面积表示力的冲量。 新知探究 用数据解释缓冲作用 同一个物体从同一速度变为静止，动量变化量基本相同。 由 I合 = Δp，若 Δp 一定，则 F平均 Δt 一定。 作用时间 Δt 越长，平均作用力 F平均 越小。 共同作用：延长动量变化所用时间，减小平均作用力。 I合 = Δp，Δp 一定时，Δt 越长，F平均 越小。 请解释泡沫、头盔衬垫、安全气囊、海绵垫能减小损伤的原因。 新知探究 情境：小孩用力拉物体，物体没有动。 推力作用了一段时间，推力的冲量不为零。 物体静止，初末动量都为零，说明合外力的冲量为零。 动量定理中对应动量变化的是合外力的冲量，不是某一个力的冲量。 三、冲量和功不要混淆 新知探究 例题：反弹中的方向问题 一个质量为 0.18 kg 的垒球，以 25 m/s 的水平速度飞向球棒，被击打后反向水平飞回，速度大小为 45 m/s，作用时间为 0.002 s。 问题1：正方向如何规定？ 问题2：末动量为什么取负值？ 问题3：平均作用力的负号说明什么？ 新知探究 取垒球飞向球棒方向为正方向。 初动量：p = mv = 0.18×25 kg·m/s。 末动量：p′ = -mv′ = -0.18×45 kg·m/s。 由动量定理：F平均Δt = p′ - p。 解得：F平均 = -6300 N，负号表示力的方向与规定正方向相反。 新知探究 应用动量定理的一般路径 找对象：通常研究单个物体。 选过程：明确从哪个初态到哪个末态。 析受力：关注合外力的冲量。 定方向：把矢量运算转化为代数运算。 列方程：I合 = p′ - p，并检查单位和方向。 新知探究 1. 关于力的冲量，下列说法正确的是（ ） A. 力越大，力的冲量就越大 B. 作用在物体上的力大，力的冲量不一定大 C. 静置于地面的物体受水平推力 F 的作用，经时间 t 物体仍静止，则此推力的冲量为零 D. F1 与作用时间 t1 的乘积 F1t1 在数值上等于 F2 与作用时间 t2 的乘积 F2t2，则这两个冲量相同 B 随堂练习 2. 某变力作用在物体上，其 F-t 图像与时间轴围成的面积为 S。下列说法正确的是（ ） A. S 表示该力在这段时间内的冲量大小 B. S 表示该力在这段时间内做功的大小 C. 只要作用时间相同，冲量一定相同 D. F-t 图线斜率表示物体动量变化率 A 随堂练习 3. 运动员向球踢了一脚，踢球时的力 F = 100 N，球在地面上滚动了 t = 10 s 停下来，则运动员对球的冲量为（ ） A. 1000 N·s B. 500 N·s C. 0 D. 无法确定 D 随堂练习 4. 从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了（ ） A. 减小冲量 B. 减小动量的变化量 C. 增大与地面的冲击时间，从而减小冲力 D. 增大人对地面的压强，起到安全作用 C 随堂练习 动量定理 冲量：力对时间的积累 推理：F合Δt = Δp 图像：F-t 面积表示冲量 应用：延长时间减小冲力 I合 = p′ - p = Δp 课堂小结 $