1.2 动量定理 课件 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一章动量守恒定律第二节动量定理课堂引入两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，那么一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？为了分析问题的方便，我们先讨论物体受恒力的情况。问题情景1：在光滑水平面上的质量为m的物体在水平恒力F的作用下，经过时间t，速度由v

变为v′.可得Ft=mv′-mv

，即Ft=p′-p【分析】如图所示,物体的初动量为

p=mv,末动量为p′=mv′

,由加速度的定义式:由牛顿第二定律F=ma=,一、温故知新问题情景2：假设在拉力F和阻力f的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1

变为v2

，已知两力作用的时间为t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。冲量动量一、温故知新１.定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为

I=Ft2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应二、冲量FtOtFt/s43210246108由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。关于力的冲量，下列说法正确的是()A.力越大，力的冲量就越大B.一对作用力与反作用力的冲量一定大小相等、方向相反C.冲量是矢量，冲量的方向一定与力的方向相同D.F₁与作用时间t₁的乘积大小等于F₂与作用时间t₂的乘积大小，则这两个冲量一定相同如图所示，文具盒静止一段时间，这段时间内重力做功为零，重力的冲量为零吗？同学甲：只要有力作用在物体上且物体发生位移，力就做功.同学乙：只要有力持续作用在物体上一段时间，力就产生冲量.两个同学的说法谁的正确?请思考一下冲量和功的不同.F

vmgD

质量为m的物体放在水平地面上，在与水平面成

角的拉力F作用下由静止开始运动，经时间t速度达到v，在这段时间内拉力F和重力mg冲量大小分别是()A．Ft，0B．Ftcos

,0C．mv,

0D．Ft,

mgt冲量与功的区别：1.某一段时间，力做功可以为零，但冲量不一定为零（原速率反弹）2.一对作用力与反作用力冲量大小相等，正负号相反；但做功大小不一定相等，正负号也不一定相反（传送带）1.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.理解：(1)表明合外力的冲量是动量变化的原因；(2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同;（3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得

，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。三、动量定理4.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)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动等问题。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。三、动量定理一质量m=2kg的木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。取g=10m/s²,求在该恒力作用下10s末木块的速度大小【例题】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？【解析】垒球的初动量为p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s垒球的末动量为pˊ=mvˊ=(－0.18)×25kg·m/s=－8.1kg·m/s由动量定理知垒球所受的平均作用力为负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反三、动量定理质量为m=2.0kg铁块静止在水平面上，从t=0时刻起，该铁块受到一个水平推力F的作用，F随时间变化的规律如图所示。铁块与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，且重力加速度。求：（1）5.0s内推力对铁块的总冲量大小；（2）t=5s时铁块的瞬时速度大小。一个质量为m=60kg的蹦床运动员，从离水平网面高处h1=3.2m自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高h2=5.0m处。不计空气阻力，g取10m/s2。若运动员与网的作用时间为1s，则该过程中网对人平均弹力的大小FN。缓冲时间和物体质量一样时，落地速度越大，撞击力越大。落地速度和物体质量一样时，缓冲时间越短，撞击力越大；落地速度和缓冲时间一样时，物体质量越大，撞击力越大。水泥地面水泥地面水泥地面泡沫垫四、动量定理的应用1.在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？2.用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？四、动量定理的应用3.直接跳在水泥地上行吗？4.如图所示，杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的条石，石裂而人不伤，试分析其中的道理。四、动量定理的应用水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点,得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示,若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上,碰到钢板后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,则钢板受到水的冲击力大小为()A.πρd2vB.πρd2v2C.0.25πρd2vD.0.25πρd2v2D1.确定一小段时间t的连续体为研究对象2.写出一小段时间t的连续体质量m与t的关系式3.分析连续体质量m的受力情况和动量变化4.应用动量定理求解解决流体问题的步骤t通常电子流、光子流、尘埃等微粒均可建立柱状模型求解问题“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意象。当雨滴竖直下落的速度为v时，将一圆柱形量杯置于雨中，测得时间t内杯中水面上升的高度为h。为估算雨滴在该速度下对芭