1.1 动量定理 课件 (7)

课件26张PPT。高中物理·选修3-5·鲁科版第1章　动量守恒研究
第1节　动量定理[目标定位]　1.理解动量的概念，知道动量和动量变化量均为矢量，会计算一维情况下的动量变化量.2.知道冲量的概念，知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义及其表达式.4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象．一、动量
1．定义：运动物体的 和 的乘积叫动量；公式p＝ ；单位： ，符号： .
2．矢量性：方向与速度的方向 .运算遵循 定则．预习导学质量 速度 mv 千克·米/秒 kg·m/s 相同 平行四边形 3．动量的变化量
(1)定义：物体在某段时间内 与 的矢量差(也是矢量)，Δp＝ (矢量式)．
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带有正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为 运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)．预习导学末动量 初动量 mv2－mv1 代数 想一想　质量和速度大小相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？
答案　不一定．动量是矢量，有方向性，而动能是标量，无方向．预习导学二、动量定理
1．冲量
(1)定义：力与 的乘积．公式：I＝ .单位： ，符号： .
(2)矢量性：方向与 相同．
2．动量定理
(1)内容：物体所受 的冲量等于物体的 .
(2)公式：I＝Δp或Ft＝ .预习导学力的作用时间 Ft 牛顿·秒 N·s 力的方向 合外力 动量变化 mv2－mv13．动量定理的应用
碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法 冲击力的作用时间；要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法 其作用时间．预习导学减少 延长 想一想　在日常生活中，有不少这样的例子：跳高时在下落处要放厚厚的海绵垫子，跳远时要跳在沙坑中，这样做的目的是什么？
答案　这样做可以延长作用的时间，以减小地面对人的冲击力．预习导学一、对动量的理解
1．动量的矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同．
2．动量的变化量：是矢量，其表达式Δp＝mv2－mv1＝p2－p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算．课堂讲义课堂讲义课堂讲义【例1】　关于物体的动量，下列说法中正确的是 (　　)
A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向
B．物体的动能不变，其动量一定不变
C．动量越大的物体，其速度一定越大
D．物体的动量越大，其惯性也越大
答案　A课堂讲义解析　动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，与该时刻物体的速度方向相同，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生变化，B项错误；物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故物体的动量大，其速度不一定大，选项C错误；惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，故选项D错误．课堂讲义【例2】　质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为 (　　)
A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反
B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同
C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反
D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同
答案　A课堂讲义解析　以原来的方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5) kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反．
借题发挥　关于动量变化量的求解
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，运算时应遵循平行四边形定则．课堂讲义二、对冲量的理解和计算
1．冲量的理解
(1)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，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)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同．课堂讲义2．冲量的计算
(1)求某个恒力的冲量：等于该力和力的作用时间的乘积．
(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Δt求解．课堂讲义②若给出了力随时间变化的图象如图1－1－1所示，可用面积法求变力的冲量，即F-t图线与时间轴围成图形的面积在数值上等于力在该段时间内的冲量．
③利用动量定理求解．图1－1－1 课堂讲义【例3】　如图1－1－2所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图1－1－2 课堂讲义答案　见解析
解析　重力的冲量：IG＝G·t＝mg·t＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下．
支持力的冲量：IN＝N·t＝mgcos α·t＝5×10×0.8×2 N·s＝80 N·s，方向垂直斜面向上．
摩擦力的冲量：If＝f·t＝μmgcos α·t＝0.2×5×10×0.8×2 N·s＝16 N·s，方向沿斜面向上．
借题发挥　求各力的冲量或者合力的冲量，首先判断是否是恒力，若是恒力，可直接用力与作用时间的乘积，若是变力，要根据力的特点求解，或者利用动量定理求解．课堂讲义三、对动量定理的理解和应用
1．动量定理的理解
(1)动量定理的表达式Ft＝mv2－mv1是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．
(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．
(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值．课堂讲义2．动量定理的应用
(1)定性分析有关现象：
①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小．
②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小．
(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：
①选定研究对象，明确运动过程．
②进行受力分析和运动的初、末状态分析．
③选定正方向，根据动量定理列方程求解．课堂讲义【例4】　跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于
(　　)
A．人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上的小
B．人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上的小
C．人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上的小
D．人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小
答案　D课堂讲义解析　人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，所以选项A错误；落地后静止，末动量一定，人的动量变化是一定的，选项B错误；由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，选项C错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间t越长则受到的平均作用力F越小，故选项D正确．课堂讲义【例5】　质量m＝70 kg的撑竿跳高运动员从h＝5.0 m高处落到海绵垫上，经Δt1＝1 s后停止，则该运动员身体受到的平均作用力约为多少？如果是落到普通沙坑中，经Δt2＝0.1 s停下，则沙坑对运动员的平均作用力约为多少？(g取10 m/s2)
答案　1 400 N　7 700 N课堂讲义再见