人教版（2019）高中物理 选择性必修第一册 第1章 第2节 动量定理课件
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中物理 选择性必修第一册 第1章 第2节 动量定理课件 |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-09-06 14:40:36 | ||
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文档简介
第2节 动量定理
核心素养
物理观念
科学思维
1理解冲量的意义和动量定理及其表达式。
2.能利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
应用动量定理解决实际问题。
知识点一 动量定理
[观图助学]
把一篮子鸡蛋放在摩托车上运输，结果会怎么样呢？可能多数会被打碎。现在，如图，把鸡蛋放到海绵盒子中，即使是长途运输也不会破碎，你能解释这种现象吗？
提示 物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之就越小。把鸡蛋放到海绵盒子中运输，是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。
1.冲量
(1)定义：力与力的__________的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式：____________。
(3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________。
(4)矢量性：冲量是矢量，力的冲量方向跟力的方向相同。
(5)物理意义：反映力的作用对_______的累积效应。
作用时间
I＝FΔt
牛·秒
N·s
时间
2.动量定理
(1)表述：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的____________。
(2)表达式：FΔt＝__________，或I＝__________。
(3)适用条件：动量定理不仅适用于恒力，也适用于______。
(4)说明：对于变力的冲量，动量定理中的F应理解为变力在作用时间t内的平均值。
动量变化量
p′－p
p′－p
变力
[思考判断]
(1)作用在物体上的力越大，冲量越大。( )
(2)物体的动量变化越大，则力的作用时间越长。( )
(3)变化的合力的冲量不一定等于动量的变化量。( )
×
×
×
[观图助学]
在体育活动中，我们如果是跳远，就要落在沙坑里；如果是跳高就要落在海绵垫子上。为什么不能直接落在地面上呢？
知识点二 动量定理的应用
提示 跳远要落在沙坑、跳高要落在海绵垫子上，是为了延长作用时间，减小相互作用力，以免受到伤害。如果是直接落在地面上，运动员与地面作用时间短，作用力大，容易受伤。
1.Δp一定时，F的作用时间越短，力就越大；作用时间越长，力就越小。
2.F一定，此时力的作用时间越长，Δp就越大；力的作用时间越短，Δp就越小。
[思考判断]
如图所示，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条(此过程中杯子相对纸条滑动)，发现杯子会滑落；当快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。对于这个实验，判断下列说法是否正确。
(1)缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小。( )
(2)快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大。( )
(3)为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些。( )
(4)为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些。( )
×
×
×
√
1.冲量与功的比较
[要点归纳]
核心要点
冲量的理解与计算
?
冲量
功
区别
公式
I＝FΔt
W＝Fx
标、矢量
矢量式
标量式
意义
力对时间的积累，在F－t图像中可以用面积表示
力对位移的积累，在F－x图像中可以用面积表示
正负
正负表示与正方向相同或相反
正负表示动力做功或阻力做功
作用效果
改变物体的动量
改变物体的动能
深度理解
(1)某个力在一段时间内，做的功可以为零，但冲量不一定为零。
(2)一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，正、负号一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，正、负号也不一定相反。
2.冲量的求解方法
②利用F－t图像中的“面积”求变力的冲量。面积大小表示冲量的大小，面积的正负表示冲量的方向。
某力F随时间t变化的图像(F－t图像)如图所示，则图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。
③利用动量定理计算，即求出在该力冲量作用下物体动量改变量Δp的大小和方向。从而得到变力的冲量。
思路点拨：本题不便于运用I＝FΔt求斜面对小球的冲量。但借助动量定理可间接得出，必须指出碰撞过程中重力的冲量忽略不计，因为碰撞过程中重力远小于斜面对物体的力，所以重力的冲量远小于斜面对物体的冲量。这也是物理学中常用的一种近似处理方法。
[试题案例]
一一
[针对训练1] 用水平拉力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动直到t2时刻停止。其速度—时间图像如图所示，α＞β。若拉力F做的功为W1，冲量大小为I1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，Ff的冲量大小为I2。则下列选项正确的是( )
A.W1＞W2；I1＞I2 B.W1 C.W1解析 物体在水平拉力作用下由静止开始运动到最终静止的全程，只有拉力F和摩擦阻力Ff做功，故由动能定理有W1－W2＝0，得W1＝W2；由动量定理有I1－I2＝0，得I1＝I2。故D正确，A、B、C错误。
答案 D
核心要点
动量定理的理解和应用
2011年8月21日，沈阳晚报记者高空抛鸡蛋做模拟实验，从19楼抛鸡蛋落地相当于“20千克秤砣”，能把厚度为3.5毫米的浮化玻璃砸碎。落下的鸡蛋怎么有这样大的威力？
提示 鸡蛋由19楼落下时速度很大，动量很大，与玻璃接触时，这个很大的动量在瞬间内减小为零，鸡蛋对玻璃产生了相当于“20千克秤砣”产生的冲击力，使玻璃破碎。
[观察探究]
[探究归纳]
1.应用动量定理时的注意事项
(1)动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)。
(2)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向。
2.动量定理的应用
(1)用动量定理解释现象
①物体的动量变化一定，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，此时力的作用时间越长，物体的动量变化越大；力的作用时间越短，物体的动量变化越小。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。
(3)应用Δp＝F·Δt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量。
[例2] 一高空作业的工人重为600 N，系一条长为L＝5 m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t＝1 s，则安全带受的冲力是多少？(g取10 m/s2)
解析 法一 程序法
依题意作图，如图所示，设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1，
[试题案例]
将数值代入得F＝1 200 N。
由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′为1 200 N，方向竖直向下。
法二 全过程法
由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′＝F＝1 200 N，方向竖直向下。
答案 1 200 N
方法凝炼
(1)应用动量定理解题的一般步骤
(2)对于过程较复杂的运动，可分段应用动量定理，也可对整个过程应用动量定理。
[针对训练2] (2019·全国卷Ⅰ，16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
答案 B
核心素养
物理观念
科学思维
1理解冲量的意义和动量定理及其表达式。
2.能利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
应用动量定理解决实际问题。
知识点一 动量定理
[观图助学]
把一篮子鸡蛋放在摩托车上运输，结果会怎么样呢？可能多数会被打碎。现在，如图，把鸡蛋放到海绵盒子中，即使是长途运输也不会破碎，你能解释这种现象吗？
提示 物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之就越小。把鸡蛋放到海绵盒子中运输，是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。
1.冲量
(1)定义：力与力的__________的乘积叫作力的冲量。
(2)表达式：____________。
(3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________。
(4)矢量性：冲量是矢量，力的冲量方向跟力的方向相同。
(5)物理意义：反映力的作用对_______的累积效应。
作用时间
I＝FΔt
牛·秒
N·s
时间
2.动量定理
(1)表述：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的____________。
(2)表达式：FΔt＝__________，或I＝__________。
(3)适用条件：动量定理不仅适用于恒力，也适用于______。
(4)说明：对于变力的冲量，动量定理中的F应理解为变力在作用时间t内的平均值。
动量变化量
p′－p
p′－p
变力
[思考判断]
(1)作用在物体上的力越大，冲量越大。( )
(2)物体的动量变化越大，则力的作用时间越长。( )
(3)变化的合力的冲量不一定等于动量的变化量。( )
×
×
×
[观图助学]
在体育活动中，我们如果是跳远，就要落在沙坑里；如果是跳高就要落在海绵垫子上。为什么不能直接落在地面上呢？
知识点二 动量定理的应用
提示 跳远要落在沙坑、跳高要落在海绵垫子上，是为了延长作用时间，减小相互作用力，以免受到伤害。如果是直接落在地面上，运动员与地面作用时间短，作用力大，容易受伤。
1.Δp一定时，F的作用时间越短，力就越大；作用时间越长，力就越小。
2.F一定，此时力的作用时间越长，Δp就越大；力的作用时间越短，Δp就越小。
[思考判断]
如图所示，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条(此过程中杯子相对纸条滑动)，发现杯子会滑落；当快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。对于这个实验，判断下列说法是否正确。
(1)缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小。( )
(2)快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大。( )
(3)为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些。( )
(4)为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些。( )
×
×
×
√
1.冲量与功的比较
[要点归纳]
核心要点
冲量的理解与计算
?
冲量
功
区别
公式
I＝FΔt
W＝Fx
标、矢量
矢量式
标量式
意义
力对时间的积累，在F－t图像中可以用面积表示
力对位移的积累，在F－x图像中可以用面积表示
正负
正负表示与正方向相同或相反
正负表示动力做功或阻力做功
作用效果
改变物体的动量
改变物体的动能
深度理解
(1)某个力在一段时间内，做的功可以为零，但冲量不一定为零。
(2)一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，正、负号一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，正、负号也不一定相反。
2.冲量的求解方法
②利用F－t图像中的“面积”求变力的冲量。面积大小表示冲量的大小，面积的正负表示冲量的方向。
某力F随时间t变化的图像(F－t图像)如图所示，则图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。
③利用动量定理计算，即求出在该力冲量作用下物体动量改变量Δp的大小和方向。从而得到变力的冲量。
思路点拨：本题不便于运用I＝FΔt求斜面对小球的冲量。但借助动量定理可间接得出，必须指出碰撞过程中重力的冲量忽略不计，因为碰撞过程中重力远小于斜面对物体的力，所以重力的冲量远小于斜面对物体的冲量。这也是物理学中常用的一种近似处理方法。
[试题案例]
一一
[针对训练1] 用水平拉力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动直到t2时刻停止。其速度—时间图像如图所示，α＞β。若拉力F做的功为W1，冲量大小为I1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，Ff的冲量大小为I2。则下列选项正确的是( )
A.W1＞W2；I1＞I2 B.W1
答案 D
核心要点
动量定理的理解和应用
2011年8月21日，沈阳晚报记者高空抛鸡蛋做模拟实验，从19楼抛鸡蛋落地相当于“20千克秤砣”，能把厚度为3.5毫米的浮化玻璃砸碎。落下的鸡蛋怎么有这样大的威力？
提示 鸡蛋由19楼落下时速度很大，动量很大，与玻璃接触时，这个很大的动量在瞬间内减小为零，鸡蛋对玻璃产生了相当于“20千克秤砣”产生的冲击力，使玻璃破碎。
[观察探究]
[探究归纳]
1.应用动量定理时的注意事项
(1)动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)。
(2)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向。
2.动量定理的应用
(1)用动量定理解释现象
①物体的动量变化一定，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，此时力的作用时间越长，物体的动量变化越大；力的作用时间越短，物体的动量变化越小。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。
(3)应用Δp＝F·Δt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量。
[例2] 一高空作业的工人重为600 N，系一条长为L＝5 m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t＝1 s，则安全带受的冲力是多少？(g取10 m/s2)
解析 法一 程序法
依题意作图，如图所示，设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1，
[试题案例]
将数值代入得F＝1 200 N。
由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′为1 200 N，方向竖直向下。
法二 全过程法
由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′＝F＝1 200 N，方向竖直向下。
答案 1 200 N
方法凝炼
(1)应用动量定理解题的一般步骤
(2)对于过程较复杂的运动，可分段应用动量定理，也可对整个过程应用动量定理。
[针对训练2] (2019·全国卷Ⅰ，16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
答案 B