物理人教版2019选择性必修第一册1.2动量定理（共22张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版2019选择性必修第一册1.2动量定理（共22张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-21 05:38:25 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
1.2 动量定理
人教版（2019）普通高中物理选择性必修第一册同步教学课件
目录
1
动量定理
2
动 量 定 理 的 应 用
问题
这些不同的生活现象中隐藏着怎样的物理规律？
两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？
问题
学习任务一：动量定理
问题情景1：在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v 变为v′.
可得Ft= mv′ - mv ，即Ft= p′ - p
【分析】如图所示,物体的初动量为 p= mv,末动量为p′ = mv′ ,
由加速度的定义式:
由牛顿第二定律F = ma = ,
学习任务一：动量定理
问题情景2：假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。
冲量
动量
学习任务一：动量定理
1.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 = Ft 单位，在国际单位制中时牛·秒（N·s）
①冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。
②冲量是过程量，是力对时间的积累效应。
③冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不做功，但一定有冲量。
④冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。
I = Ft 只能求恒力的冲量。
学习任务一：动量定理
⑤用F-t图像求力的冲量：图线与t轴所围的面积表示F在t内的冲量，即可以求恒力的冲量，也可以求变力的冲量。
F
t
F
t
F
t
F1
t
F2
学习任务一：动量定理
功与冲量的对比
冲量
功
区
别
公式
标、矢量
意义
正负
作用效果
单位
N·S
I=Ft
W=Fxcos θ
矢量
标量
N·m（J）
力对时间的积累, 对应一段时间，在F-t图像中可以用面积表示
力对位移的积累, 对应一段位移，在F-x图像中可以用面积表示
正负表示与正方向相同或相反
正负表示动力做功或阻力做功
改变物体的动量
改变物体的动能
学习任务一：动量定理
2.变力冲量的求法
（1）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得力没有很大的变化，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。
（2）对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,冲量也可用I=F(t'-t)计算,但式中的
F应为Δt时间内的平均力,即
学习任务一：动量定理
说明：冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。
I = Ft 只能求恒力的冲量。
3.合力的冲量计算
几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。
学习任务一：动量定理
4.动量定理
（1）内容：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。
(2)表达式：
或
（3）理解：
（3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得 ，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。
(1)表明合外力的冲量是动量变化的原因；
(2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同;
学习任务一：动量定理
（4）动量定理的适用范围
(1)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，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
(2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；
(3)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
学习任务二：动量定理的应用
缓冲时间和物体质量一样时，
落地速度越大，撞击力越大。
落地速度和物体质量一样时，
缓冲时间越短，撞击力越大；
落地速度和缓冲时间一样时，
物体质量越大，撞击力越大。
水泥地面
水泥地面
水泥地面
泡沫垫
学习任务二：动量定理的应用
生活中还有哪些现象用到了动量定理？
带气垫的运动鞋
下落时屈膝
码头上旧轮胎
问题
动量定理
冲量
动量定理
动量定理的应用
考点一：冲量
考点一：冲量
考点一：冲量
【变式训练1】质量为m=2kg的物体，自倾角为 =370的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长度为s=12m,g=10m/s2,物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求:
(1)重力做的功和重力的冲量
(2)支持力做的功和支持力的冲量
(3)合力做的功和合力的冲量
θ
G
N
W G = mg ssin
=144J
IG=mgt= 40N.S
方向竖直向下
(2) W N= 0
IN=Nt= 32 N·s
方向垂直斜面向上
(3)W合=144J
I合= mgsin t = 24N.S
方向沿斜面向下
a= g sin =6m/s2
s=at2/2
t=2s
考点二：动量定理的应用
【例2】一个质量为0.01kg的弹性小球，以10m/s的速度在光滑水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。
解：以球为研究对象，研究球的碰撞过程
v
F
以小球的初速度方向为正方向
I合=Ft
△p=mv'-mv=0.01×（-8）-0.01×10=-0.18kg·m/s
由动量定理求
Ft=△p
球所受平均撞击力大小为18N，方向与初速度方向相反
mg
FN
考点二：动量定理的应用
【变式训练2】质量为1kg的物体在水平面内做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．物体在10s~20 s内所受合力做的功为0
B．物体在0~10 s内所受合力做的功为25 J
C．物体在0~10 s内所受合力的冲量的大小为10N·s
D．物体在10 s~20 s内所受合力的冲量的大小为10N·s
AD
考点二：动量定理的应用
【变式训练3】放在水平面上的物块，受到与水平方向夹角为60°，斜向上拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系分别如图所示，根据图象提供的信息，下面判断正确的是（ ）
A．由图象可以求出物体的质量
B．拉力F在4秒内的冲量是8N·s
C．拉力F在4秒内的冲量是3N·s
D．物体在4秒内的动能变化是6J
B
感谢您的欣赏
1.2 动量定理
人教版（2019）普通高中物理选择性必修第一册同步教学课件
目录
1
动量定理
2
动 量 定 理 的 应 用
问题
这些不同的生活现象中隐藏着怎样的物理规律？
两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？
问题
学习任务一：动量定理
问题情景1：在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下，经过时间t，速度由v 变为v′.
可得Ft= mv′ - mv ，即Ft= p′ - p
【分析】如图所示,物体的初动量为 p= mv,末动量为p′ = mv′ ,
由加速度的定义式:
由牛顿第二定律F = ma = ,
学习任务一：动量定理
问题情景2：假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。
冲量
动量
学习任务一：动量定理
1.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 = Ft 单位，在国际单位制中时牛·秒（N·s）
①冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。
②冲量是过程量，是力对时间的积累效应。
③冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不做功，但一定有冲量。
④冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。
I = Ft 只能求恒力的冲量。
学习任务一：动量定理
⑤用F-t图像求力的冲量：图线与t轴所围的面积表示F在t内的冲量，即可以求恒力的冲量，也可以求变力的冲量。
F
t
F
t
F
t
F1
t
F2
学习任务一：动量定理
功与冲量的对比
冲量
功
区
别
公式
标、矢量
意义
正负
作用效果
单位
N·S
I=Ft
W=Fxcos θ
矢量
标量
N·m（J）
力对时间的积累, 对应一段时间，在F-t图像中可以用面积表示
力对位移的积累, 对应一段位移，在F-x图像中可以用面积表示
正负表示与正方向相同或相反
正负表示动力做功或阻力做功
改变物体的动量
改变物体的动能
学习任务一：动量定理
2.变力冲量的求法
（1）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得力没有很大的变化，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。
（2）对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,冲量也可用I=F(t'-t)计算,但式中的
F应为Δt时间内的平均力,即
学习任务一：动量定理
说明：冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。
I = Ft 只能求恒力的冲量。
3.合力的冲量计算
几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。
学习任务一：动量定理
4.动量定理
（1）内容：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。
(2)表达式：
或
（3）理解：
（3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得 ，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。
(1)表明合外力的冲量是动量变化的原因；
(2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同;
学习任务一：动量定理
（4）动量定理的适用范围
(1)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，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
(2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；
(3)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
学习任务二：动量定理的应用
缓冲时间和物体质量一样时，
落地速度越大，撞击力越大。
落地速度和物体质量一样时，
缓冲时间越短，撞击力越大；
落地速度和缓冲时间一样时，
物体质量越大，撞击力越大。
水泥地面
水泥地面
水泥地面
泡沫垫
学习任务二：动量定理的应用
生活中还有哪些现象用到了动量定理？
带气垫的运动鞋
下落时屈膝
码头上旧轮胎
问题
动量定理
冲量
动量定理
动量定理的应用
考点一：冲量
考点一：冲量
考点一：冲量
【变式训练1】质量为m=2kg的物体，自倾角为 =370的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长度为s=12m,g=10m/s2,物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求:
(1)重力做的功和重力的冲量
(2)支持力做的功和支持力的冲量
(3)合力做的功和合力的冲量
θ
G
N
W G = mg ssin
=144J
IG=mgt= 40N.S
方向竖直向下
(2) W N= 0
IN=Nt= 32 N·s
方向垂直斜面向上
(3)W合=144J
I合= mgsin t = 24N.S
方向沿斜面向下
a= g sin =6m/s2
s=at2/2
t=2s
考点二：动量定理的应用
【例2】一个质量为0.01kg的弹性小球，以10m/s的速度在光滑水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。
解：以球为研究对象，研究球的碰撞过程
v
F
以小球的初速度方向为正方向
I合=Ft
△p=mv'-mv=0.01×（-8）-0.01×10=-0.18kg·m/s
由动量定理求
Ft=△p
球所受平均撞击力大小为18N，方向与初速度方向相反
mg
FN
考点二：动量定理的应用
【变式训练2】质量为1kg的物体在水平面内做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．物体在10s~20 s内所受合力做的功为0
B．物体在0~10 s内所受合力做的功为25 J
C．物体在0~10 s内所受合力的冲量的大小为10N·s
D．物体在10 s~20 s内所受合力的冲量的大小为10N·s
AD
考点二：动量定理的应用
【变式训练3】放在水平面上的物块，受到与水平方向夹角为60°，斜向上拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系分别如图所示，根据图象提供的信息，下面判断正确的是（ ）
A．由图象可以求出物体的质量
B．拉力F在4秒内的冲量是8N·s
C．拉力F在4秒内的冲量是3N·s
D．物体在4秒内的动能变化是6J
B
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