1.1 冲量 动量 课件 (共26张PPT) 高二上学期物理 粤教版（2019） 选择性必修第一册

(共26张PPT)
冲量 动量
Annual Work
Summary Report
#第1节
第一章 动量和动量守恒定律
冲击、碰撞是常见的物理现象，如车辆碰撞、台球碰撞等.
这类现象发生时间极短，力、速度等物理量的变化规律复杂，直接运用牛顿运动定律难以处理.为了研究这类问题，物理学家们引入了动量的概念，并在牛顿运动定律的基础上确定了与动量有关的规律，应用与动量有关的知识，这类问题就容易解决了.
本章从描述碰撞的物理量——冲量和动量入手，探究动量定理和动量守恒定律；通过利用动量守恒定律对相关现象的具体分析，体会应用动量守恒
定律解决问题的便捷.
一把重锤不一定能将静止的飞机机头砸扁，而一只飞鸟却能将高速飞行的飞机机头撞扁，为什么看似柔弱的小鸟的破坏性比重锤还大呢 如何描述其碰撞过程
物体碰撞效果究竟与什么因素有关
【观察思考】
【观察思考】
生活中这些常识蕴含了哪些与碰撞有关的物理知识呢
为什么要铺上细沙？
为什么要铺上海绵垫？
我们有这样的经验：鸡蛋从一定高度掉在地上会摔破，但如果地上垫了海绵，鸡蛋则可能完好无损.这两次的碰撞前后鸡蛋的速度变化是一样的，但是碰撞中受力的作用却显然不同，这是为什么？
将一个钢球从同一高度分别自由下落到坚硬的木板和垫有海绵的木板上，用力传感器测出钢球碰撞时作用力的大小，用与力传感器相连的数据采集器记录下力随时间的变化。
如图所示是某次实验获得的钢球从同一高度落下碰撞不同材质垫块的实验结果。
【观察思考】
面积：
软垫块：
硬垫块：
结论：
碰撞效果与作用力和作用时间有关系。
1、力与力的作用时间的乘积。用“ ”表示。
2、定义式：
3、单位：牛秒，符号为N·s
4、冲量反映力的作用对时间的累积效应。
5、冲量是矢量，它的方向与力的方向一致。
一、冲量
6、冲量的计算
（1）单个力的冲量，利用公式I=Ft计算；
（2）合力的冲量
①如果是一维情况，可以转化为代数和，求合力的冲量时，遵守平行四边形法则；
②两种方法：先分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；如果两个力作用的时间相同，可以先求合力，在利用公式 I合=F合·△t求解；
一、冲量
若已知力随时间变化的图像，可用面积法求变力的冲量：如图所示，F-t图像中图线与坐标轴所围图形的面积表示力的冲量。
一、冲量
比较冲量和功：
冲量 功
公式
单位
标矢性
意义
正负
N·s
J
矢量
标量
力的作用对时间的累积效应；
力的作用对空间的累积效应；
正负表示方向与正方向相反
正负表示动力做正功或阻力做负功
【典例分析】
【例1】关于冲量，下列说法中正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，力的冲量越大
B．力的作用时间越长，冲量越大
C．冲量是矢量
D．物体静止不动，受到重力的冲量为零
一、冲量
C
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、质量和速度的关系.
【想一想】
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：
3、单位：千克米每秒，符号是kg·m/s
4、动量是矢量，其方向与物体速度的方向相同。
1、定义：在物理学中，将质量和速度的乘积叫做物体的动量，用符号“ ”表示。
2、表达式：
5、动量的变化量： ，
方向与速度变化量 的方向相同。
二、动量
定义：物体在某段时间内的末动量与初动量之矢量差
(2) 表达式： Δ p = p - p= mv - mv= mΔv
(3) 动量变化量的运算：
v = 20m/s
v′ = 30m/s
v = 20m/s
v ′ = 10m/s
△p= p - p = 10kg·m/s
△p= p - p = - 10kg·m/s
p
P′
Δp
P
ΔP
P′
m=1kg
动量的变化量
定义：物体在某段时间内的末动量与初动量之矢量差
(2) 表达式： Δ p = p - p= mv - mv= mΔv
(3) 动量变化量的运算：
v = 20m/s
v′ = 30m/s
v = 20m/s
v ′ = 10m/s
△p= p - p = 10kg·m/s
△p= p - p = - 10kg·m/s
p
P′
Δp
P
ΔP
P′
m=1kg
动量的变化量
v0= 3m/s
v = 5m/s
△p= p - p
= 4 kg·m/s
方向竖直向下
Δ p = p - p = mv - mv = mΔv
←矢量式
1.先选定正方向：方向与正方向相同的动量为正值，方向与正方向相反的动量为负值
2.用带正负号数值代入 Δ p = p - p 运算
Δ p方向与Δ v的方向相同
小结一下
动量始终在一条直线上时的运算：
例题：一个质量为0.1 kg的钢球，以6 m/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6 m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少？
解：设初速度方向为正方向
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？
动量 冲量
定义 物体质量与速度的乘积 力与力的作用时间乘积
定义式
标矢量 矢量 （方向与速度方向相同） 矢量
（方向与力的方向相同）
区别 状态量 （物体某一时刻的运动状态） 过程量
（力在一段时间上的积累效果）
【讨论与交流】
1）动能是一个用来衡量物体机械运动的物理量，
动量和动能有什么区别？
动量 动能
表达式
标矢性 矢量 标量
联系 都是状态量 （2）物体的动量改变，其动能是否一定改变？物体的动能改变，其动量是否一定改变？
分析下列运动，物体的动量和动能变化
自由落体运动 匀速圆周运动 平抛运动
动量增大（方向不变）
动能增大
动量变（方向改变)
动能不变
动量增大（方向改变）
动能增大
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。
课本第6页
大本第3页
【典例1】　(多选)质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别是α和β的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两物体(　　)
A．滑到h1高度时的动量相同
B．滑到h1高度时的动能相等
C．由h2滑到h1的过程中物体动量变化量相同
D．由h2滑到h1的过程中物体动能变化量相等
课堂巩固
大本第三页跟3．如图所示，在倾角θ＝37°的固定斜面上有一质量m＝5 kg 的物体沿斜面下滑，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．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)
课堂巩固
[解析]　重力的冲量IG＝mgt＝100 N·s，方向竖直向下．
弹力的冲量IN＝mg cos 37°·t＝80 N·s，方向垂直斜面向上．
摩擦力的冲量If＝μmg cos 37°·t＝16 N·s，方向沿斜面向上．