高中物理 第1章 第1节 动量定理精品课件 鲁科选修35

1、2021/8/11 星期三1第1节动量定理2021/8/11 星期三2核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第1节动量定理课前自主学案课标定位2021/8/11 星期三3课标定位学习目标：1.理解动量、冲量的概念，知道动量、冲量是矢 量2知道动量的变化量是矢量，会正确计算一维的动量变化3理解动量定理的确切含义，掌握其表达式4会用动量定理解释碰撞、缓冲等现象重点难点：1.对动量、冲量的理解及应用 2动量定理的理解及其应用2021/8/11 星期三4课前自主学案一、动量1动量(1)定义：运动物体的_和_的乘积，通常用符号_表示(2)公式：_.(3)单位：_符号：_. (4)矢量性：方向与_的方向相同

2、运算遵守_质量速度ppmv千克米/秒，kgm/s速度平行四边形定则2021/8/11 星期三52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)，p_(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、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表_，不代表大小)末动量初动量mv2mv1方向2021/8/11 星期三6思考感悟1若动能发生变化，动量是否一定变化呢？提示：动能是标量，对于同一物体，动能变化则速度大小变化，故动量必定变化；但若动量变化，可能是其方向变化而大小不变，故动能不一定变化2021/8/11 星期三

3、7二、动量定理1冲量(1)定义：力与力的作用_的乘积，通常用符号_表示(2)公式：_.(3)单位：_，符号_.(4)矢量性：方向与_的方向相同2动量定理(1)内容：物体所受_的冲量等于物体的_(2)公式：Ip或Ft_.时间IIFt牛顿秒Ns力合外力动量变化mv2mv12021/8/11 星期三8思考感悟2物体在水平面上运动时，支持力方向与速度方向垂直，支持力做功为零，那么支持力的冲量也是零，对吗？提示：不对功是标量，当力的方向与速度方向垂直时，力不做功；冲量是矢量，是力与时间的乘积，受到力且作用一段时间，冲量不会为零2021/8/11 星期三9三、碰撞与缓冲的实例分析碰撞时可产生冲击力，要利用

4、这种冲击力就要设法_作用力的作用时间要防止冲击力带来的危害，就要_作用力的作用时间减少延长2021/8/11 星期三10思考感悟3在体操比赛中，当运动员表演完从鞍马上跳到地面上时，我们常会看到他们先屈膝，然后再站直你知道其中蕴含着怎样的物理原理吗？提示：蕴含着碰撞与缓冲的原理，由于运动员跳下来时有一定的速度，由动量定理Ftmv2mv1，可知运动员屈膝，可以延长作用时间减小冲击力带来的危害2021/8/11 星期三11核心要点突破一、对动量及动量的变化量的理解1对动量的理解(1)动量是状态量：求动量时要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量，pmv 中的速度v是瞬时速度(2)动量的矢量性：动量的

5、方向与物体的瞬时速度的方向相同，有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运算了2021/8/11 星期三12(3)动量的相对性：指物体的动量与参考系的选择有关，选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量2对动量的变化量的理解(1)对动量的变化量运动物体的质量m不变，物体的运动速度由v1变化到v2，物体动量的变化量为pmv2mv1，即动量的变化量pp2p1，p1为初动量，p2为末动量2021/8/11 星期三13(2)动量的变化量也是矢量动量变化量的方向与速度变化量的方向相同，即为这个

6、过程中加速度的方向动量变化量是过程量(3)动量变化量的计算由于动量为矢量，则求解动量的变化量时，其运算遵循平行四边形定则若初、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若初、末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则2021/8/11 星期三14特别提醒：动量和动能的区别与联系体现在两个方面(1)动量是矢量，动能是标量当某一物体的速度变化时，物体的动量一定发生变化，而物体的动能不一定发生变化2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16即时应用 (即时突破，小试牛刀)1(2020年温州高二检测)下列关于动量的说法中，正确的是()A物体的动量改变，其速度

7、大小一定改变B物体的动量改变，其速度方向一定改变C物体运动速度的大小不变，其动量一定不变D物体的运动状态改变，其动量一定改变2021/8/11 星期三17解析：选D.动量是矢量，有大小也有方向，动量改变是指动量大小或方向的改变，而动量的大小与质量和速度两个因素有关，其方向与速度的方向相同，质量一定的物体当速度的大小或方向有一个因素发生变化时，动量就发生变化，故A、B、C错，物体运动状态改变是指速度大小或方向的改变，故D正确2021/8/11 星期三18二、对冲量的理解和计算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，与时间t相对应2冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向

8、与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同2021/8/11 星期三193冲量的计算(1)某个力的冲量：仅由力与作用时间共同决定，与其他力是否存在及物体的运动状态无关，例如一个物体受几个恒力作用处于静止或匀速直线运动状态，其中每一个力的冲量均不为零(2)求合冲量如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则或用正交分解法求出2021/8/11 星期三20两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和，I合F1t1F2t2F3t3；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(3)变力的冲量可用动量定

9、理求解特别提醒：冲量的计算公式IFt 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若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算，若力为一般变力则不能直接计算冲量2021/8/11 星期三21即时应用 (即时突破，小试牛刀)2(2020年金华高二月考)对于力的冲量的说法，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，力的冲量也不一定大CF1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同D静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，由此推力的冲量为零2021/8/11 星期三22

10、解析：选B.力的冲量IFt与力和时间两个因素有关，力大而作用时间短，冲量不一定大，A错B对，冲量是矢量，有大小也有方向，冲量相同是指大小和方向都相同，C错，冲量的大小与物体的运动状态无关，D错，因此选B.2021/8/11 星期三23三、动量定理的理解及应用1对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力冲量与动量改变量之间的因果关系，即合外力的冲量是原因，物体的动量改变量是结果(2)动量定理表达式是矢量式，“”包含了大小相等、方向相同两方面的含义2021/8/11 星期三24(3)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同

11、阶段的矢量和(4)动量定理具有普遍性，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，不论作用力是恒力还是变力，几个力的作用时间不论是相同还是不同，动量定理都适用2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26(2)应用动量定理的解题步骤确定研究对象，研究对象可以是一个物体，也可以是两个以上的物体组成的系统 确定应用动量定理的物理过程，即确定在哪一段时间内应用动量定理 分析运动过程中的受力情况，给出外力冲量的矢量和的表达式分析运动过程始末的动量，并由所定正方向写出增量的表达式列出动量定理方程并求解2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28(2)区别：两者反映的对应关系不同，牛顿

12、第二定律是反映力和加速度之间的瞬时对应关系；而动量定理是反映在某段运动过程中力的时间积累(冲量)与该过程初、末状态物体的动量变化之间的对应关系两者的适用范围不同，牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动，对高速运动的物体和微观粒子不适用，而动量定理却是普遍适用的2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31课堂互动讲练类型一动量及动量的变化量的计算例1 将质量为0.10 kg的小球从离地面4.0 m高处竖直向上抛出，抛出时的初速度为8.0 m/s，求：(g取10 m/s2)(1)小球落地时的动量；(2)小球从抛出至落地的过程中动量的变化量2021/8/

13、11 星期三322021/8/11 星期三33(2)以小球初速度的方向为正方向，则小球的初动量为：pmv00.8 kgm/s小球的末动量为：pmvt1.2 kgm/s小球动量的变化量为：ppp(1.20.8) kgm/s2.0 kgm/s，负号表示方向竖直向下2021/8/11 星期三34【答案】(1)1.2 kgm/s，方向竖直向下(2)2.0 kgm/s，方向竖直向下【方法总结】动量是矢量，动量的变化量也是矢量，计算在同一直线上动量的变化量时，一定要注意正方向的选定通常取初速度方向为正方向，代入数据计算时，切不可丢掉表示方向的正、负号2021/8/11 星期三35 如图111所示，在倾角3

14、7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 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，sin370.6，cos370.8)类型二冲量的分析及计算例22021/8/11 星期三36【精讲精析】重力的冲量：IGGtmgt5102Ns100 Ns ，方向竖直向下支持力的冲量：INNtmgcost5100.82 Ns80 Ns，方向垂直于斜面向上摩擦力的冲量：Ifftmgcost0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上【答案】见精讲精析2021/8/11 星期三37【方法总结】冲量的计算关键是两点(1)若力F为恒力时，可直接

15、用公式 IFt 或 I合F合t计算(2)若力F为变力，可通过平均力的转换或动量定理计算2021/8/11 星期三38类型三动量定理的应用 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目一个质量为60 kg 的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0 m高处已知运动员与网接触的时间为1.2 s. 若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小(取 g 10 m/s2) 例32021/8/11 星期三39【思路点拨】整个过程可分为自由下落、与网接触和竖直上抛三个阶段，分析自由下落和竖直上抛可求得与网接触前后的两个速度，再对运动员与网接触的过程，应用动量定理求出网对运动员的作用力2021/8/11 星期三40图1122021/8/11 星期三412021/8/11 星期三422021