1.1 动量和动量定理（25张PPT）课件 2024-2025学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

(共25张PPT)
第一章 动量和动量定理
第1节 动量和动量定理
鸡蛋从高处落到硬盘子里会破。如果从相同高度落到较厚的软垫上会破吗？
在游乐园开碰碰车，当运动的车去碰静止的车，运动的车总质量越大，车速越大，静止的那辆车会被撞得越远。
碰撞的效果与碰撞物体的速度、质量有关。
用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球 A、B，且两球并排放置。拉起 A 球，然后放开，该球与静止的 B 球发生碰撞。观察球B每次上升的最大高度。
观察小球的碰撞
将小球A拉起的高度越高，碰撞前B球的速度就越大，B球上升越高。
A
B
A
B
将球A换成不同质量的钢球，分别拉到同一高度释放， 再观察球B每次上升的最大高度。
从相同高度释放不同质量的钢球A，A球质量越大，B球上升越高；
对于同一被碰球，其上升的高度与碰撞球的质量和碰前速度有关。
A
B
A
B
1.定义：物体质量与速度的乘积，用p表示
单位：kg·m/s
矢量性：动量是矢量，方向与该时刻的速度方向相同。
瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量是一个状态量。
相对性：动量与参考系的选择有关。通常情况下指物体相对地面的动量。
知识点一：动量
2.对动量的理解
物体在运动过程中，当速度的大小或方向变化时，动量会发生变化。
同一物体沿同一直线运动，一段时间速度由v1变为v2，则这段时间内动量变化量
动量变化量也是矢量，其方向和速度的变化量方向相同。
动量的变化量：
p1
p2
Δp
p1
Δp
p2'′
p1
p1′
Δp
3.动量变化量
p1
p2
不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则。
Δp
p1
p2
Δp
也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。
试讨论以下几种运动的动量变化情况：
动量大小、
方向均不变
动量方向不变，
大小随时间推移而增大
①汽车做匀速直线运动
②运动员做自由下落
动量方向时刻改变，
大小随时间推移而变化
动量方向时刻改变，
大小不变
④飞椅做匀速圆周运动
③篮球做抛体运动
动量 动能
物理意义 描述机械运动状态的物理量，都是状态量
定义式 p＝mv Ek＝mv2
标矢性 矢量 标量
换算关系
4.动量与动能
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？
解：以向右为正向。
由题意知：m=58 g=0.058 kg
v1=30 m/s， v2=-30 m/s
被球拍击打前:
p1=mv1=0.058×30 kg·m/s=1.74 kg·m/s，
方向水平向右
被球拍击打后:
p2=mv2=0.058×（-30） kg·m/s=-1.74 kg·m/s，
方向水平向左。
动量变化量:
Δp=p2-p1=-1.74 -1.74 kg·m/s=-3.48 kg·m/s，
方向水平向左。
球被击打前后，虽然动量的大小没有变化，但动量的方向发生了改变，因此动量发生了变化。负值表示其方向与选定的正方向相反。
先选取正方向，正方向的选定是任意的。
物理情景1：设一质量为m的物体，初速度为v1，在合力恒为F的力的作用下，经过一段时间t，速度变为v2，如图所示：求动量的变化
表明动量的变化与力的作用对时间的积累效果有关。
则有：
即：
v1
v2
由牛顿第二定律：
物体的加速度：
冲量
1.冲量：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，用符号I表示。
单位：牛·秒(N·s)
①冲量是矢量，方向与力方向相同（适用于恒力）。
②冲量是过程量，它描述的是力作用在物体
上的时间累积效应。
I = Ft
知识点二：动量定理
F-t图像面积意义：反映了力对物体冲量，且有正负之分。
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
F
作用于物体上的合外力等于物体动量的变化率。这是牛顿第二定律的另一种表述。
在变力的作用下，动量定理仍然成立。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；
变力的冲量方向与动量的变化量方向相同。
Ft＝ 可以写成 I =
2.动量定理：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。这种关系叫做动量定理。
例题：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， 用了1s 停下来，则落地时地面对他的平均作用力是多大？
解：以竖直向上为正向。
由题意可知：m=60 kg，v1=-5m/s，v2=0
(1)t1=1 s，由动量定理得
，方向竖直向上
例题：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 .
(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？
(2)t2=0.1 s，由动量定理得
，方向竖直向上
两种落地方式中，动量的变化量相同，但所经历时间不同。作用时间越短，地面对人的平均作用力越大。
由动量定理：物体间的相互作用力与物体动量的变化和作用时间有关。
①增大物体的动量变化量、缩短作用时间来增大相互作用力。，
知识点三：碰撞与缓冲的实例分析
②减小物体的动量变化量、增加作用时间来减小相互作用力。
1.(多选)若一个物体的动量发生了变化，则物体运动的 (　 　)
A.速度大小一定改变了
B.速度方向一定改变了
C.速度一定变化了
D.加速度一定不为零
CD
2.下列关于动量和动能的说法中，正确的是(　　 )
A.一个物体的动量不变，其动能一定不变
B.一个物体的动能不变，其动量一定不变
C.两个物体的动量相等，其动能一定不等
D.两个物体的动能相等，其动量一定不等
A
3.如图所示，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球.
(1)若开始时足球的速度是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10 m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中足球动量的改变量；
解：(1)取向右为正方向
初动量为p=mv=0.4×4 kg·m/s=1.6 kg·m/s，方向向右
末动量为p′=mv=0.4×10 kg·m/s=4.0 kg·m/s，方向向右
动量改变量为Δ p=p′-p=2.4 kg·m/s，方向向右。
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙)，求这一过程中足球的动量改变量.
（2）初动量为p=mv=0.4×10 kg·m/s=4.0 kg·m/s
末动量为p′=mv′=0.4×（-3）kg·m/s=-1.2 kg·m/s
动量改变量为Δp=p′-p=-5.2 kg·m/s，方向向左。
3.如图所示，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球.
4.质量m =2 kg的物体，在 =37°的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长为s =12 m，g =10 m/s2，物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求：
(1)物体所受各个力各自的冲量？(2)合力的冲量？
G
N
(1)重力的冲量：IG=mgt= 40 N·s，方向竖直向下
支持力的冲量：IN=N·t= mgcos ·t =32 N·s，方向垂直斜面向上
(2)合外力的冲量：I合= mg sin ·t = 24 N·s，方向沿斜面向下
解：物体沿斜面下滑过程，由牛顿第二定律得
mgsinθ= ma，代入数据解得: a=6 m/s2
物体下滑到底端的时间：t= =2 s
一、动量
定义： p = mv
对动量的理解
动量的变化
冲量
二、动量定理
三、碰撞与缓冲的实例分析
表达式： I =
对动量的理解