物理人教版（2019）选择性必修第一册1.2动量定理（共21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21张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-03 08:40:07 | ||
图片预览
文档简介
(共21张PPT)
跳高比赛
跳远比赛
悬挂轮胎的游船
你知道这些场景中的垫子、沙坑、轮胎起什么作用吗？
那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？
为了分析问题的方便，我们先讨论物体受恒力的情况。
新课导入：
情景1：在光滑水平面上，质量为m 、初速度为v的物体在水平恒力F 的作用下运动，求经过时间t的速度v′.
一、问题探究：
情景2：在粗糙水平面上，质量为m 、初速度为V1的物体在水平恒力F的作用下运动，已知物体与水平面间的摩擦力为f ，求经过时间t的速度V2.
一、问题探究：
二、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，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，力对物体有冲量，但不一定对物体做功；力对物 体做了功，则一定对物体有冲量。
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 = F t 只能求恒力的冲量。
F
0
t/s
(3)变力的冲量：思考若F为变力，如何求其冲量呢？
F
t
F
△t
1)F-t 图像：图线与t 轴所围的面积表示F在t内的冲量
2)对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,其冲量为：
(4)合力的冲量：
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。
例1、（多选）关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ）
A.冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量
B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.冲量是物体动量变化的原因
D.冲量是描述物体状态的物理量
ABC
例2、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，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量，正确的是（ ）
A．拉力F的冲量大小为Ftcosθ
B．摩擦力的冲量大小为Ftsinθ
C．重力的冲量大小为mgt
D．物体所受支持力的冲量大小为mgt
C
例3、一物体受到方向不变的力F作用，其中力的大小随时间变化的规律如图所示，则力F在6s内的冲量大小为（ ）
A．9N·s
B．13.5N·s
C．15.5N·s
D．18N·s
B
三、动量定理：
（1）内容：物体所受合力的冲量等于它在这个过程中动量的变化。
F t =Δp=p'-p
（2）公式：
（3）注意：①表明合外力的冲量是物体动量变化的原因。
②动量定理是矢量式，使用时需规定正方向。
③适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。
④动量变化率：F= P/ t ，即等于物体所受合外力。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。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
四、动量定理的应用：
鸡蛋掉地上和海绵垫子上会有什么现象？为什么？
例4、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？
1.确定研究对象：一般为单个物体；
2.明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3.明确研究对象的初末状态及相应的动量；
4.选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5.根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
动量定理的解题步骤：
1、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ）
A、甲物体受到的冲量大
B、乙物体受到的冲量大
C、两个物体受到的冲量大小相等
D、无法判断
答案C
2、质量为0.5 kg的小球沿光滑水平面以v1＝5 m/s的速度冲向墙壁后又以v2＝4 m/s的速度反向弹回，如图所示，若球跟墙的作用时间为0.05 s，则小球所受到的平均力大小为_______ N.
90
3、(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．两手榴弹在落地前瞬间重力的功率不相同
B．从投出到落地，两颗手榴弹的重力的冲量相同
C．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化量相同
D．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化率相同
答案BCD
3、中国CNCAP（汽车碰撞实验）是检验汽车安全性能的重要标准，其中一项称为40%ODB正面碰撞检验：汽车速度为64km/h，迎面碰到可溃障碍物上并停下来。某次测试中，驾驶座假人甲系着安全带，副驾驶座假人乙没有系安全带，但其前方固定着一竖直挡板，假人质量均为50kg，碰撞时间为0.05s，假人与安全带的作用时间为0.2s，碰撞过程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比为（ ）
A．1：4 B．4：1
C．2：5 D．5：2
A
4、随着手机逐渐走进每个人的生活，有些人喜欢躺着看手机，偶尔会出现手机滑落砸到脸的情况。若某手机（可视为质点）的质量为200 g，从距人脸上方约20 cm的高度无初速掉落，砸到脸后经0.1 s手机停止运动。忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是（ ）
A．脸受到的平均撞击力大小约为10 N
B．脸受到的平均撞击力大小约为3 N
C．全过程手机重力的冲量大小约为0.2 N·s
D．全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s
D
5、质量为1kg的物体做直线运动，其速度图像如图所示。则物体在10s前内和后10s内所受外力的冲量分别是（ ）
A．10N·s， 10N·s
B．10N·s， -10N·s
C．0.10N·s
D．0，-10N·s
D
6、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
答案B
7、如图所示，一个钢珠自空中自由下落，然后陷入沙坑中，不计空气阻力，把在空中下落的过程为过程I，进入沙坑直到停止的过程为过程II，则（ ）
A．过程II中钢珠动量的改变量等于零
B．过程II中阻力冲量的大小等于过程I中重力冲量的大小
C．整个过程中合外力的总冲量等于零
D．过程I中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
CD
跳高比赛
跳远比赛
悬挂轮胎的游船
你知道这些场景中的垫子、沙坑、轮胎起什么作用吗？
那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？
为了分析问题的方便，我们先讨论物体受恒力的情况。
新课导入：
情景1：在光滑水平面上，质量为m 、初速度为v的物体在水平恒力F 的作用下运动，求经过时间t的速度v′.
一、问题探究：
情景2：在粗糙水平面上，质量为m 、初速度为V1的物体在水平恒力F的作用下运动，已知物体与水平面间的摩擦力为f ，求经过时间t的速度V2.
一、问题探究：
二、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，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，力对物体有冲量，但不一定对物体做功；力对物 体做了功，则一定对物体有冲量。
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 = F t 只能求恒力的冲量。
F
0
t/s
(3)变力的冲量：思考若F为变力，如何求其冲量呢？
F
t
F
△t
1)F-t 图像：图线与t 轴所围的面积表示F在t内的冲量
2)对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,其冲量为：
(4)合力的冲量：
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。
例1、（多选）关于冲量和动量，下列说法中正确的是（ ）
A.冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量
B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.冲量是物体动量变化的原因
D.冲量是描述物体状态的物理量
ABC
例2、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，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量，正确的是（ ）
A．拉力F的冲量大小为Ftcosθ
B．摩擦力的冲量大小为Ftsinθ
C．重力的冲量大小为mgt
D．物体所受支持力的冲量大小为mgt
C
例3、一物体受到方向不变的力F作用，其中力的大小随时间变化的规律如图所示，则力F在6s内的冲量大小为（ ）
A．9N·s
B．13.5N·s
C．15.5N·s
D．18N·s
B
三、动量定理：
（1）内容：物体所受合力的冲量等于它在这个过程中动量的变化。
F t =Δp=p'-p
（2）公式：
（3）注意：①表明合外力的冲量是物体动量变化的原因。
②动量定理是矢量式，使用时需规定正方向。
③适用范围 : 动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。
④动量变化率：F= P/ t ，即等于物体所受合外力。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。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
四、动量定理的应用：
鸡蛋掉地上和海绵垫子上会有什么现象？为什么？
例4、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？
1.确定研究对象：一般为单个物体；
2.明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3.明确研究对象的初末状态及相应的动量；
4.选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5.根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
动量定理的解题步骤：
1、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ）
A、甲物体受到的冲量大
B、乙物体受到的冲量大
C、两个物体受到的冲量大小相等
D、无法判断
答案C
2、质量为0.5 kg的小球沿光滑水平面以v1＝5 m/s的速度冲向墙壁后又以v2＝4 m/s的速度反向弹回，如图所示，若球跟墙的作用时间为0.05 s，则小球所受到的平均力大小为_______ N.
90
3、(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．两手榴弹在落地前瞬间重力的功率不相同
B．从投出到落地，两颗手榴弹的重力的冲量相同
C．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化量相同
D．从投出到落地，两颗手榴弹的动量变化率相同
答案BCD
3、中国CNCAP（汽车碰撞实验）是检验汽车安全性能的重要标准，其中一项称为40%ODB正面碰撞检验：汽车速度为64km/h，迎面碰到可溃障碍物上并停下来。某次测试中，驾驶座假人甲系着安全带，副驾驶座假人乙没有系安全带，但其前方固定着一竖直挡板，假人质量均为50kg，碰撞时间为0.05s，假人与安全带的作用时间为0.2s，碰撞过程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比为（ ）
A．1：4 B．4：1
C．2：5 D．5：2
A
4、随着手机逐渐走进每个人的生活，有些人喜欢躺着看手机，偶尔会出现手机滑落砸到脸的情况。若某手机（可视为质点）的质量为200 g，从距人脸上方约20 cm的高度无初速掉落，砸到脸后经0.1 s手机停止运动。忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是（ ）
A．脸受到的平均撞击力大小约为10 N
B．脸受到的平均撞击力大小约为3 N
C．全过程手机重力的冲量大小约为0.2 N·s
D．全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s
D
5、质量为1kg的物体做直线运动，其速度图像如图所示。则物体在10s前内和后10s内所受外力的冲量分别是（ ）
A．10N·s， 10N·s
B．10N·s， -10N·s
C．0.10N·s
D．0，-10N·s
D
6、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
答案B
7、如图所示，一个钢珠自空中自由下落，然后陷入沙坑中，不计空气阻力，把在空中下落的过程为过程I，进入沙坑直到停止的过程为过程II，则（ ）
A．过程II中钢珠动量的改变量等于零
B．过程II中阻力冲量的大小等于过程I中重力冲量的大小
C．整个过程中合外力的总冲量等于零
D．过程I中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
CD