1.1 动量和动量定理 课件（共19页）

(共19张PPT)
第1节 动量和动量定理
第1章 动量及其守恒定律
鲁科版 （2019版） 选择性必修1
引入
0
校运会中的铅球项目，落地铅球滚动时，一般怎么让它停止呢？
飞行的子弹，可以击穿什么呢？
生活中的碰撞事故
动量
1
1.1 定义：
运动物体的质量和速度的乘积叫物体的动量，符号：p；
1.2 公式：
P=m·v
1.3 单位：
kg·m/s；
1.4 矢量：
方向与运动物体的速度v相同；
1.5 特性：
①瞬时性，物体做变速运动时，速度变化，动量变化；
②相对性，速度与选择的参考系有关；
状态量
动量
1
课本P4 例题 如图所示，一质量为 58 g 的网球以 30 m/s 的速率水平向右飞行，被球拍击打后，又以 30 m/s 的速率水平返回。被球拍击打前后，球的动量分别 是多少？球的动量的变化量是多少？
类似的：乒乓球、羽毛球、篮球、足球等；
区别：动量 动量变化（矢量性）
1.6 动量的变化
Δp=mv2-mv1
过程量（一段时间）
v
v
冲量
2
2.1 定义：
力和力的作用时间的乘积叫做这个力的冲量，符号：I；
2.2 公式：
2.3 单位：
N·s；
2.4 矢量：
方向与力的方向（F）相同；
过程量
一段时间
I=F·t；
2.5 理解：
①冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应;
②冲量有矢量性：冲量是矢量，运算遵循平行四边形定则；
③冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性
冲量
2
例题：一个质量为m的物体，从离地面高为h的位置以初速度v0水平抛出，求物体从开始抛出到落至地面这段时间内重力的冲量。
例题：如图所示，一恒力F与水平方向夹角为θ，作用在置于光滑水平面上、质量为m的物体上，作用时间为t，则力F的冲量为　(　　)
A.Ft　　　　　B.mgt
C.Ftcosθ D.(mg-Fsinθ)t
动量定理
3
3.1 内容：
合外力的冲量等于物体动量的变化；
3.2 公式：
3.3 另一种表述：
作用在物体上的合外力等于物体动量变化率；
I合=m·v2-m·v1；
当物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小；
4.4 适用条件
动量定理不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子，具有普遍性。
不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，作用力不论是恒力还是变力，几个力作用的时间不论是相同还是不同，动量定理都适用。
动量定理
3
3.5 证明过程
F
已知质量为m的物体，初速度为v1，在恒定合外力F作用下，经过一段时间t速度变为v2；
物体初动量为mv1，末动量为mv2；动量变化为Δp=mv2-mv1
合外力的冲量
动量的变化
等于
动量定理
3
课本P6 一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下，以 5 m/s 的 速度竖直落地。取重力加速度 g = 10 m/s2 。
（1）若男孩落地时屈膝（图 1-6），用了 1 s 停下来， 则落地时地面对他的平均作用力是多大？
（2）若男孩落地时没有屈膝，只用了 0.1 s 就停下来， 则落地时地面对他的平均作用力又是多大？
动量定理
3
动量定理
动能定理
内容
公式
标矢性
因果性
相同
1 合外力
2 关注研究对象的始末状态，不关注过程
3 研究对象可以是一个物体 也可是一个系统；过程（或其中一部分）
3.6 与动能的区别和联系：
动量定理
3
动量
动能
冲量
物理意义
定义式
标矢性
变化决定因素
关系
功
动量定理
3
例题、【多选】质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别是α和β的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两物体　(　　)
A.滑到h1高度时的动量相同;
B.滑到h1高度时的动能相等;
C.由h2滑到h1的过程中物体动量变化相等;
D.由h2滑到h1的过程中物体动能变化相等;
BD
碰撞与缓冲的实例分析
4
由动量定理可见，物体间的相互作用力与物体动量的变化和作用时间有关。既可通过增大物体动量变化量、缩短相互作用时间来增大相互作用力，也可通过减小物体动量变化量、延长相互作用时间来减小相互作用力。
为保证驾乘人员的安全，有的汽车在相关部位安装了安全气囊，利用气囊的形变来延长力的作用时间，减轻因剧烈碰撞而造成的对车内人员的伤害
夯锤质量越大、提升高度越高、与地面的撞击时间 越短，夯实地面就越有效。
碰撞与缓冲的实例分析
4
课本P8 我们可用 DIS 实验装置验证在变力作用下的动量定理。
如图 1-10 所示，将力 传感器、光电传感器接入电路，将遮光片的宽度和小车质量输入计算机。推动小车 使其与力传感器发生碰撞，通过碰撞中相互作用力随时间变化的图像（图 1-11）可 得出小车受到的力的冲量，再由光电传感器测量的时间等可得到小车动量的变化量。 比较小车受到的力的冲量和动量变化量，验证动量定理。
验证动量定理
碰撞与缓冲的实例分析
4
课本P9 .5 高空作业必须系安全带。如果质量为 m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚 产生作用力的过程中，人下落的距离为 h（可视为自由落体运动）。此后经历时间 t，安全带达 到最大伸长量，若在此过程中安全带的作用力始终竖直向上，则该段时间内安全带对人的平均 作用力大小为多少？请提出关于安全带设计的建议。
课本P9 .6一质量为 1 kg 的物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，其所受的合外力随时间变化的图 像如图所示。求物体分别在 2 s 末、6 s 末和 9 s 末的速度。
碰撞与缓冲的实例分析
4
*课本P9 .7 现代切割技术常用的一种“水刀”如图所示。它将水从高压水枪中高速射出，形成很细的水 束，用来切割钢板等物体。已知水束的横截面积为 S，速度为 v，并垂直射向钢板，若水射上 钢板后的速度视为 0，水的密度为 ρ，求水对钢板的平均冲击力。
习题
5
备选：“中国民航英雄机长”刘传健执行重庆飞拉萨任务时，在万米高空突遇前挡风玻璃破裂脱落的紧急关头，机组正确处理危机，奇迹般地安全迫降成都。假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的时速约为v，空中风速不计，机长面部垂直风速方向的受力面积为S，万米高空的空气密度为ρ，则机长面部受到的冲击力大小约为( )
A．ρSv B．ρSv2 C．ρSv3 D．ρSv3
B
备选2：一颗质量为m的子弹，以初速度v0向右先后击穿放在光滑水平面上靠在一起的A、B两完全相同物体，如图所示，A、B质量均为M，子弹在A、B中所受阻力恒为f，在A内穿行时间为t1，在B内穿行时间为t2，求
(1)子弹在A内穿行期间A、B间相互作用力的大小。
(2)B的最终速度。
习题
5
小结
6
动量和动量定理
动量
P=mv
冲量
I=Ft
动量的变化
Δp=p2-P1
动量定理
合力的冲量等于动量的变化；
I合=mv2-mv1
动量定理的实例分析
碰撞与缓冲