1.2 动量定理 课件 (共25张PPT) 高二物理人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 1.2 动量定理 课件 (共25张PPT) 高二物理人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-09 16:57:52 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第2节 动量定理
第一章 动量守恒定律
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
生活中的现象
摩托车头盔里的衬垫
跳高用的海绵垫
物体碰撞会受到力的作用，物体动量变化和力有什么关系？
1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，理解动量定理及其表达式。
2.能够利用动量定理解释有关物理现象并进行有关计算。
创设情景：质量为m的物体受到恒定的合力F的作用，做匀变速直线运动。
F
V
V
分析过程：加速度a=，由牛顿第二定律有F=ma=m==，即F=
此式表明动量的变化量反映了力的作用对时间的累积效应。
'
知识点一 冲量
1.定义：物理学中把力与力的作用时间的乘积叫力的冲量，用字母表示。
2.公式：=F
3.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号是Ns
4.标矢性：
冲量是矢量，冲量的方向由力的方向决定，但不一定跟力的方向相同。若为方向恒定的力，则冲量的方向跟力的方向相同。
6.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。
5.冲量是过程量：
冲量反映了力对时间的累积效应。研究冲量时，必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量。
②两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式
I合＝F合·Δt求解。
7.冲量的计算
(2)合力的冲量：
①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。
(1)单个力的冲量：利用公式I＝Ft计算。
特别提醒：
(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。
(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。
1.如图所示，一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车，但推了很久时间t都无法使它运动，就这个问题两个同学展开讨论。
甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。
乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？
练一练
答案：乙说的对。
解析：小孩给汽车的推力的冲量大小为I＝F·t。
汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。
2.(多选)恒力F作用在质量为m的物体上，如图16 2 4所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是( )
A．拉力F对物体的冲量大小为零
B．拉力F对物体的冲量大小为Ft
C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ
D．合力对物体的冲量大小为零
BD
知识点二 动量定理
1.内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．
mv′－mv＝F(t′－t)
p′－p＝I
2.表达式 或
3.对动量定理的理解
(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。
(3)动量的变化率和动量的变化量
由动量定理可以得出F＝(p′－p)/t，它说明动量的变化率决定于物体所受的合外力。
而由动量定理I＝Δp知动量的变化量决定于合外力的冲量，它不仅与物体的受力有关，还与力的作用时间有关。
4.动量定理与牛顿第二定律的比较
（1）动量定理与牛顿第二定律是完全等效的。
（2）动量定理只涉及初、末状态的动量mv、mv′及过程量I，对于加速度、位移等全都不必考虑，解答更简便，因此应优先选用
5.动量定理的应用
(1)应用动量定理FΔt＝Δp定性解释常见物理现象。
由上式可以看出如果保持Δp一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。
反之，作用时间越长，力F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海棉或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。
如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用FΔt求力的冲量，也可以应用物体动量改变Δp的大小和方向来替代力的冲量。
如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用FΔt求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变Δp的大小和方向，替代变力的冲量。
①可用图象法计算冲量。阴影部分的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量。
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
微元法
6.应用动量定理解题的一般步骤
a．选定研究对象，明确运动过程。
b．进行受力分析和运动的初、末状态分析。
c．选定正方向，根据动量定理列方程求解。
7.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)动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于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。
例题：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：沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴垒球的初动量为
p=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5kg·m/s
垒球的末动量为
p'=mv'=(－0.18)×25 kg·m/s= － 8.1kg·m/s
垒球所受的平均作用力的大小为1260N，
负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反
例2：如图所示，杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的条石，石裂而人不伤，试分析其中的道理。
解析：设条石的质量为M，铁锤的质量为m。取铁锤为研究对象，设铁锤打击条石前的速度为v，反弹的速度为v′，根据动量定理得(F－mg)Δt＝mv′－m(－v)，F＝m(v＋v′)/t＋mg。Δt极短，条石受铁锤的打击力F′＝F很大，铁锤可以击断条石。
解释有关现象
透过现象看本质——探究物理规律
直接跳在水泥地上行吗？
知识点三、动量定理的应用
越长，
一定，
越短，
则F越小.
则F越大.
一定，
所以，不能直接跳在水泥地上。
2、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？
分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上，敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长，而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同.
包装用的泡沫材料
科学漫步
1、汽车的碰撞试验
1）汽车的安全气囊的保护作用
2）轿车前面的发动机舱并不是越坚固越好
力的作用时间
Ft
冲量
动量
Δp
mv'-mv
第2节 动量定理
第一章 动量守恒定律
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
生活中的现象
摩托车头盔里的衬垫
跳高用的海绵垫
物体碰撞会受到力的作用，物体动量变化和力有什么关系？
1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，理解动量定理及其表达式。
2.能够利用动量定理解释有关物理现象并进行有关计算。
创设情景：质量为m的物体受到恒定的合力F的作用，做匀变速直线运动。
F
V
V
分析过程：加速度a=，由牛顿第二定律有F=ma=m==，即F=
此式表明动量的变化量反映了力的作用对时间的累积效应。
'
知识点一 冲量
1.定义：物理学中把力与力的作用时间的乘积叫力的冲量，用字母表示。
2.公式：=F
3.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号是Ns
4.标矢性：
冲量是矢量，冲量的方向由力的方向决定，但不一定跟力的方向相同。若为方向恒定的力，则冲量的方向跟力的方向相同。
6.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。
5.冲量是过程量：
冲量反映了力对时间的累积效应。研究冲量时，必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量。
②两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式
I合＝F合·Δt求解。
7.冲量的计算
(2)合力的冲量：
①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。
(1)单个力的冲量：利用公式I＝Ft计算。
特别提醒：
(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。
(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。
1.如图所示，一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车，但推了很久时间t都无法使它运动，就这个问题两个同学展开讨论。
甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。
乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？
练一练
答案：乙说的对。
解析：小孩给汽车的推力的冲量大小为I＝F·t。
汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。
2.(多选)恒力F作用在质量为m的物体上，如图16 2 4所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是( )
A．拉力F对物体的冲量大小为零
B．拉力F对物体的冲量大小为Ft
C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ
D．合力对物体的冲量大小为零
BD
知识点二 动量定理
1.内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．
mv′－mv＝F(t′－t)
p′－p＝I
2.表达式 或
3.对动量定理的理解
(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。
(3)动量的变化率和动量的变化量
由动量定理可以得出F＝(p′－p)/t，它说明动量的变化率决定于物体所受的合外力。
而由动量定理I＝Δp知动量的变化量决定于合外力的冲量，它不仅与物体的受力有关，还与力的作用时间有关。
4.动量定理与牛顿第二定律的比较
（1）动量定理与牛顿第二定律是完全等效的。
（2）动量定理只涉及初、末状态的动量mv、mv′及过程量I，对于加速度、位移等全都不必考虑，解答更简便，因此应优先选用
5.动量定理的应用
(1)应用动量定理FΔt＝Δp定性解释常见物理现象。
由上式可以看出如果保持Δp一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。
反之，作用时间越长，力F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海棉或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。
如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用FΔt求力的冲量，也可以应用物体动量改变Δp的大小和方向来替代力的冲量。
如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用FΔt求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变Δp的大小和方向，替代变力的冲量。
①可用图象法计算冲量。阴影部分的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量。
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
微元法
6.应用动量定理解题的一般步骤
a．选定研究对象，明确运动过程。
b．进行受力分析和运动的初、末状态分析。
c．选定正方向，根据动量定理列方程求解。
7.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)动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于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。
例题：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：沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴垒球的初动量为
p=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5kg·m/s
垒球的末动量为
p'=mv'=(－0.18)×25 kg·m/s= － 8.1kg·m/s
垒球所受的平均作用力的大小为1260N，
负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反
例2：如图所示，杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的条石，石裂而人不伤，试分析其中的道理。
解析：设条石的质量为M，铁锤的质量为m。取铁锤为研究对象，设铁锤打击条石前的速度为v，反弹的速度为v′，根据动量定理得(F－mg)Δt＝mv′－m(－v)，F＝m(v＋v′)/t＋mg。Δt极短，条石受铁锤的打击力F′＝F很大，铁锤可以击断条石。
解释有关现象
透过现象看本质——探究物理规律
直接跳在水泥地上行吗？
知识点三、动量定理的应用
越长，
一定，
越短，
则F越小.
则F越大.
一定，
所以，不能直接跳在水泥地上。
2、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？
分析:压铁钉与敲铁钉区别在于:压铁钉时锤子是静止在铁钉上，敲铁钉时,铁锤以较大的速度与铁钉碰撞;压铁钉时作用时间长，而敲铁钉作用时间短,致使铁钉受到的作用力不同.
包装用的泡沫材料
科学漫步
1、汽车的碰撞试验
1）汽车的安全气囊的保护作用
2）轿车前面的发动机舱并不是越坚固越好
力的作用时间
Ft
冲量
动量
Δp
mv'-mv