1.1 冲量 动量 (共20张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(共20张PPT)
第一章 动量和动量守恒定律
第1节 冲量 动量
飞鸟能将高速飞行的飞机机头撞扁、运动场上跳远的落地点要铺上细沙、跳高的落地点要铺上海绵垫等生活情境，这些情境蕴含了那些玉碰撞相关的知识呢？
观察思考：用什么物理量能恰当描述碰撞过程？
实验结论：
砝码碰到不同垫块时，碰撞曲线下的阴影面积大小很接近。
01 冲量
1.冲量定义：力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量，用字母I表示冲量.用公式表示为 I = t
2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s
3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同.
4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应.
（1）冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间积累效应，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量
（2）求合冲量的两种方法
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t求解．
提升：
功是力与力的方向上位移的乘积，请比较功和冲量。
冲量 功
单位 N·s J
公式
标矢性 矢量 标量
意义 力的作用对时间的累积效应；动量变化的量度 力的作用对空间的累积效应；能量变化的量度
正负 正负表示方向与正方向相反 正负表示动力做功或阻力做功
【思考问题】设钢球的质量为m，从高处下落至与海绵垫块相碰前的速度为v，碰撞t秒后静止，碰撞过程中平均作用力为F。视碰撞过程为匀减速直线运动，请用牛顿运动定律和运动学公式，探究钢球下落到海绵垫块时相互作用力、作用时间、质量和速度的惯性。
根据牛顿第二定律得：
根据运动学公式得：
钢球与海绵垫块相碰最终的速度为零，可以得到：
02 动量
1.定义：在物理学中，把物体的质量和速度的乘积 mv 叫做物体的动量 ，用 p 表示为 p = mv
3.对动量的理解
（1）矢量性：方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同。
（2）瞬时性：是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。
（3）相对性：与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。
速度 v 为物体的对地速度。
2.单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg m/s。
①动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与Δv 的方向相同；
4. 动量的变化（ Δ p）
（1）定义：物体的末动量p2与初动量p1矢量差叫做物体动量的变化。
（2）表达式： Δ p = p2-p1 Δp=mv2-mv1 = mΔv
②动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。
5.动量变化量的计算：
p
p′
同一直线上动量变化的运算：规定正方向，矢量运算转化为代数运算。
Δp
p
Δp
p′
p
p′
Δp
思考：不在同一直线上的动量变化如何求解
不在同一直线上动量变化的运算：遵循平行四边形定则。
p′
Δp
p′
Δp
p
p
Δp＝p′－p
p′＝Δp+p
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。
【讨论与交流】冲量与动量，哪个与碰撞过程有关？哪个描述物体的运动状态？
冲量是过程量，与碰撞过程有关，动量描述物体的运动状态，是状态量。
（1）动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。
（2）动量是矢量，动能是标量。
动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。
（3）定量关系
动量发生变化
速度大小改变，方向不变
速度大小不变，方向改变
速度大小和方向都改变
动能改变
动能改变
动能不变
6.动量和动能
思考讨论：试讨论以下几种运动的动量和动能变化情况：
1.物体做匀速直线运动
2.物体做自由落体运动
4.物体做平抛运动
3.物体做匀速圆周运动
动量大小、方向均不变，动能不变。
动量方向不变，大小随时间推移而增大，动能随着时间推移而增大。
动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大，动能增大。
动量方向时刻改变，大小不变，动能不变。
G
v0
G
v
O
v
v
v
O
历史上关于运动量度问题的争论
达朗贝尔：两种量度都是有效的，双方是从不同的角度量度运动。
笛卡尔派：主张用质量与速度的乘积 作为运动的量度。
莱布尼茨派：主张用质量与速度平方的乘积 作为运动的量度。
1.关于力的冲量，下列说法正确的是（ 　）
A.力越大，力的冲量就越大
B.作用在物体上的力大，力的冲量不一定大
C.静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零
D.F1与作用时间t1的乘积F1t1在数值上等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同
B
2. 关于动量的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 在直线运动中，物体的速度增大时，动量的增量Δp 的方向和运动方向相同
B. 在直线运动中，物体的速度减小时，动量的增量Δp 的方向和运动方向相反
C. 物体的速度大小不变时，动量的增量 Δp 为零
D. 物体做曲线运动时，动量的增量 Δp 一定不为零
ABD
3．(多选)对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是(　　)
A．物体的动量发生变化，其动能一定变化
B．物体的动量发生变化，其动能不一定变化
C．物体的动能发生变化，其动量一定变化
D．物体的动能发生变化，其动量不一定变化
BC
4.一个质量为0.5 kg的小钢球竖直下落,落地时速度大小为1 m/s,与地面作用0.1 s后以等大的动量被反弹。小钢球在与地面碰撞的过程中,重力加速度g取10 m/s2,下列说法中正确的是( )
A.小钢球重力的冲量是0.1 N·m
B.若选向上为正方向,则小钢球的动量变化量为-1 kg·m/s
C.若选向上为正方向,则小钢球受到的合力冲量是-1 kg·m/s
D.若小钢球受到的支持力不变,小钢球受到的支持力大小为15 N
D