(共18张PPT)
请同学们结合生活中的经验思考下,如何去拯救一只从高处掉落的鸡蛋
拯救一只鸡蛋
这些场景中的垫子、头盔、泡沫、轮胎等有什么共同的作用?
共同的作用都是为了缓冲
探究思考
为什么缓冲以后就能对物体起到保护作用,一个物体动量的变化和它的受力有怎样的关系呢?除了受力还有其他因素影响吗
质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用,做匀变速直线运动。经过一段时间t,速度由v 变为v’.
此过程加速度
根据牛顿第二定理F=ma,则有
即
若地面有摩擦,则F表示的是什么?
在粗糙水平面上的质量为m 的物体在如图所示水平变力F 和摩擦力f的作用下,经过时间t,速度由v 变为v′,试推导F、f与ΔP的关系
t
F
将这段时间分为很多份小时间,每一份时间内可认为是F是恒力
F'
一、动量定理
1.冲量: F t 这个物理量反映了力的作用对时间的累积效应。物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量(impulse),用字母I 表示冲量,则:
2.动量定理:物体在一个过程中所受合外力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。这个关系叫作动量定理。
I 合=P′ - P
F合 t=mv′ - mv
(1)动量定理不仅适用于恒力,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)动量定理是矢量式,合外力的冲量方向与速度变化量的方向一致。
I = F t
通过增加接触时间,减小受力
学以致用
1.高空抛物,是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害。2021年3月1日,最新刑法修正案(十一)生效,“高空抛物”正式入刑。如图所示,若被抛下的鸡蛋质量为50g,从45m高的十六层楼由静止自由落下,不计空气阻力,鸡蛋落下时刚到砸到路人头顶,与路人头部的作用时间为5.0×10-4s,则对路人头顶作用力约为( )
A.3000N B.300N C.30N D.3N
2.如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击前铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01s。铁锤所受重力不可忽略。求:
(1)铁锤打击钉子这段时间内动量变化量p的大小及方向;
(2)钉子对铁锤的平均作用力f的大小。
【答案】(1);方向竖直向上;(2)205N
锤子钉钉子
1.
2.
4.
3.
6.
5.
确定研究对象;
明确研究过程,对研究对象进行受力分析。
找出物体的初末状态并确定相应的动量;
根据动量定理列方程求解;
对结果进行必要的分析。
选定正方向;
知识点 3
运用动量定理解题步骤:
多个力的冲量
多个力做功
实际情况中一个物体将会受到多个力的作用。
一个力
多个力
求分力
求合力
总功
(代数相加)
力1
力2
力3
···
功1
功2
功3
···
合力
(矢量合成)
力1
力2
力3
总功
···
总冲量
(矢量相加)
力1
力2
力3
···
冲量1
冲量2
冲量3
···
合力
(矢量合成)
力1
力2
力3
总冲量
···
冲量的计算
(1)求恒力的冲量
冲量等于力和力的作用时间的乘积(无论物体是否运动,无论物体在该力的方向上是否有位移).
(2)求变力的冲量
①若力与时间成线性关系,则可用平均力求变力的冲量.
②若给出了力随时间变化的图像如图2所示,可用面积法求变力的冲量.
③利用动量定理求解.
图2
课堂小结
01
02
03
动量定理
动量定理: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。
动量定理
的应用
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;
冲量
冲量:作用在物体上的力和作用时间的乘积,叫做该力对这个物体的冲量I
冲量是矢量,过程量,反映了力对时间的积累效应.
I=Ft