1.2动量定理+课件-2020-2021学年人教版（2019）高中物理选择性必修第一册

动量定理选择性必修第一册：第一章第二节复习与回顾1、探究碰撞中的不变量：碰撞前后物体的质量与速度的乘积之和不变。2、动量（p）：质量和速度的乘积

mv3、p=mv（定义式）4、矢量式：（1）动量有方向，方向与速度方向一致；（2）动量遵循平行四边形定则。5、瞬时性、相对性6、动量变化量：△p=p末-p初（矢量式）（1）同一直线上的变化量选择正方向，化为标量运算；（2）不同直线上的变化量利用合成与分解上节课我们观察碰撞现象发现，碰撞不仅可以使物体发生形变，严重情况下还会使得物体受到不同程度的损坏。从物理角度来看，实际上是因为碰撞过程中，碰撞物体彼此发生了力的作用，才会导致物体发生形变。生活中的现象这两组不同的碰撞现象，你观察到了什么区别？思考：生活中有些安全装置（安全气囊，救生垫...）都是用弹性较大的材质做成，原因是什么？本节目标：研究碰撞的物体与力之间的关系创设情景：如图，假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，在桌面上做初速度为v的匀变速直线运动，经过一段时间∆t之后，速度变为v’,请利用牛顿定律以及运动学的相关知识，推导F，∆t和∆p之间的关系。解：物体的初速度为v,末速度为v′

,在时间∆t内，物体的加速度为

，由牛顿第二定律可见，F=ma=，又知物体的初动量为p=mv,末动量为p′=mv′

。可得F∆t=mv′-

mv

，即F∆t=p′-p

一、冲量

冲量的大小与物体的运动状态无关一、冲量例1.平抛一质量m=2kg的物体，经t=5s，求重力的冲量。I=mgt=100N·s方向竖直向下Gv0例2.一质量m=2kg的物体处于静止，经t=5s，求（1）重力的冲量：（2）支持力的冲量：（3）合外力的冲量：IG=mgt=100N·s方向竖直向下IN=Nt=100N·s方向竖直向上I合=0mgN7、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先算出各个力的冲量后，再求各冲量矢量和。②先算合力再用I合=F合·Δt，求合力的冲量。（前提：各个力的作用时间相同）一、冲量思考：若作用力是变力，冲量又该如何求解？（1）当已知F-t变化的图像时，我们可以利用面积求冲量（2）利用动量定理冲量功区别公式标、矢量意义正负作用效果单位某个力对物体有冲量,力对物体不一定做功；某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量。N·SI=FtW=Fxcosθ矢量标量N·m（J）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表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功改变物体的动量改变物体的动能FtOFtxFOFx一、冲量一、冲量特别提醒：(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。【例题】如图所示，一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车，但推了很久时间t都无法使它运动，就这个问题两个同学展开讨论。甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？做一做√训练1:如图所示质量为m的物块沿倾角为θ的斜面由底端向上滑去，经过时间t1速度为零后下滑，又经过时间t2回到斜面底端，在整个运动过程中，重力对物块的总冲量为(

)A．0B．mgsinθ(t1＋t2)C．mgsinθ(t1－t2)D．mg(t1＋t2)D

某个力在一段时间内,做的功可以为零,但冲量不一定为零。做一做做一做训练2:AD

mgNf1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2、表达式：或3、加深理解：(1)物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；(2)表明合外力的冲量是动量变化的原因；(3)动量定理是矢量式。Ft=p′-p

①合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同；②合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，二、动量定理动量定理的适用范围1、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；2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。运用动量定理的解题步骤（1）确定研究对象、进行受力分析；（2）确定研究过程、进行运动分析；（3）选定正方向：确定F，v的大小及方向；（4）根据动量定理列得方程求解；（5）对所求结果进行必要的说明；三、动量定理的应用类型1：公式基本运用【典例】在运动过程中，物体受力为恒力，导致物体速度发生变化，求在此过程中动量的变化量等题型。要点：分析物体受力情况，掌握物体的初、末动量状态，分清正方向，带符号计算。三、动量定理的应用类型1：公式基本运用

BCD三、动量定理的应用类型2：变力类型书本第10面第3题【典例】用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，g取10m/s2。（1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（3）你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，什么情况可以不计铁锤所受重力？三、动量定理的应用类型2：变力类型【变式】用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度为2m/s的速度反弹，打击的作用时间是0.01s，g取10m/s2。考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？三、动量定理的应用【典例】一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒以一水平力打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。球棒对垒球的平均作用力是多大？

类型3：合冲量，分冲量问题常见题：平抛等曲线运动三、动量定理的应用类型4：多过程问题【典例】如图所示，质量m＝2kg的物体，在水平力F＝8N的作用下由静止开始沿水平面向右运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用了t1＝6s后撤去，撤去F后又经t2＝2s物体与竖直墙相碰，若物体与墙壁作用时间t3＝0.1s，碰墙后反向弹回的速度大小v′＝6m/s，求墙壁对物体的平均作用力大小．(g取10m/s2)动量定理与牛顿第二定律的比较（1）动量定理与牛顿第二定律是完全等效的。（2）动量定理只涉及初、末状态的动量mv、mv′及过程量I，对于加速度、位移等全都不必考虑，解答更简便，因此应优先选用。三、动量定理的应用类型5：流体问题【典例】如图在采煤方法中，有一种方法是用高压水枪喷出的水柱高速冲击煤层并将其击碎而将煤采下．所用水枪的直径D，水速为v，水柱垂直射到煤层表面上，冲击煤层后自由下落．设水的密度ρ，求水柱对煤层的平均冲力大小。三、动量定理的应用类型6：解释生活现象【典例】(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易撞碎，而掉在草地上不容易撞碎，其原因是()A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长CD三、动量定理的应用类型6：解释生活现象【典例】(多选)对下列物理现象的解释，正确的是()A．击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B．跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C．易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力D．在车内推车推不动