鲁科版高中物理 选择性必修第一册 1.1 动量和动量定理 课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
第1节 动量和动量定理
你敢接吗？
在上节课探究的问题，对于发生碰撞的两个物体，在碰撞前后物体的什么量可能保持不变
两物体的质量和速度的乘积 m 在碰撞前后可能保持不变，这让人们认识到 m 这个物理量具有特别的意义。
复习回顾
1、会用动量概念表示牛顿第二定律；
2、理解冲量的概念；
3、理解动量定理，并会用它解释有关现象和解决实际问题
学习目标
动量和动量定理
一、动量
答：千克 ·米每秒（kg ·m/s）
3、动量是状态量还是过程量？
答：状态量
1、动量的定义是什么？
2、动量在国际单位制中的单位是什么？
答：质量与速度的乘积，即
4、动量是矢量还是标量？
答：矢量，方向就是V的方向
思考
P=mv
5、阅读了人类探究动量方向的历史后有何感想？
1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量各是多少？变化了多少？方向如何？
典例探究
解：规定水平向右为正方向。
碰前动量P=mv=0.1×6kg ·m/s=0.6kg ·m/s
碰后动量P’=mv’=–0.1×6kg ·m/s=–0.6kg ·m/s
则动量变化为⊿p=P’–P
=–0.6kg ·m/s–0.6kg ·m/s
= –1.2kg ·m/s
负号表示与正方向相反，
动量变化量的方向水平向左
二、你对动量变化量的理解？
1、即动量的变化量ΔP＝P2－P1，P1为初动量，P2为末动量．
2、动量的变化量是矢量
①若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算．
②若初、末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则．
3、动量的变化量是过程量．
4 、动量的变化与力的时间积累效果有关
思考：引起动量变化的原因？
牛顿第二定律推导动量的变化
有一质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v 变为v’，如右图所示：
分析：
由牛顿第二定律知：
变形可得：
F = m a
联立可得：
=⊿p/t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
=⊿p
而加速度定义有：
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，用公式表示为 I=Ft
在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s
三、冲量
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、定义：
2、单位：
3、冲量是矢量：
特别提醒：冲量的计算公式I＝Ft 适用于计算某个恒力的冲量，这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致．
思考？若力随时间变化，给了F----t图像呢？
若力为随时间均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算.
5、合冲量的两种计算方法：
①可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，I合＝F1t1＋F2t2＋F3t3＋…；
②如果各力的作用时间相同，也可以先求合力，再用I合＝F合t求解．
典例探究
2．如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，思考以下问题
（2）拉力F对物体的冲量大小
（1）重力对物体的冲量大小
（3）摩擦力对物体的冲量大小
（4）合外力对物体的冲量大小
Ft
Fft＝Fcos θ·t
零
mgt
四、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量的变化，这就是动量定理。
2、表达式：
或
3、加深理解：
1）表明合外力的冲量是动量变化的原因
2）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，与合外力的方向一致
3）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
建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？
小实验
非弹性绳断
橡皮绳不断
为什么呢？
思考与讨论
动量定理解释生活现象
由Ft=ΔP可知：
①△P一定，t短则F大，t长则F小；
——缓冲装置
②t一定，F大则△P大，F小则△P小；
③F一定，t长则△P大，t短则△P小。
思考与讨论
你能在基本不影响重物的前提下，将压在重物下的纸条抽出吗？试着做一做，想一想这样做的道理？
F
纸条
重物
走进生活
生活中的应用
摩托车头盔里的衬垫
例题：一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前的速度约为30 m/s.则：(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？
四、动量定理应用（及时突破，小试牛刀）
解析:两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5 m.
(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？
解析　若人系有安全带，
课堂小结
解：规定水平向左为正方向。
对钢球由动量定理有：
练习题：一个质量是0.2kg的钢球，以3m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以3m/s的速度水平向左运动，若墙壁与钢球的作用时间为 t =0.1s . 求：墙壁对钢球的平均作用力
1、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了（ ）
C
2、将重物P压住纸带，当用一水平力缓缓拉动纸带时，重物会随纸带一起运动，当迅速拉动纸带时，纸带将会从重物下抽出，则下列解释正确的是（ ）
A、在缓缓拉动时，纸带给重物的摩擦力较大 B、在迅速拉动时，纸带给重物的摩擦力较小
C、在缓缓拉动时，纸带给重物的冲量较大 D、在迅速拉动时，纸带给重物的冲量较小
A、减小冲量 B、减小动量的变化量 C、增长与地面作用时间，从而减小冲力 D、增大人对地面的压强，起到安全作用
CD
课堂练习