1.2-動量定理【新教材】-人教版高中物理選擇性必修一課件(共23張PPT)

1、11一、動量和沖量動量：定義動量 p = m v 動量是描述物體運動狀態(tài)的一個狀態(tài)量，它與時刻相對應。 動量是矢量，它的方向和速度的方向相同。沖量：定義恒力的沖量 I =F t 沖量是描述力的時間積累效應的物理量，是過程量，它與時 間相對應 沖量是矢量，它的方向由力的方向決定（不能說和力的方向 相同）。如果力的方向在作用時間內(nèi)保持不變，那么沖量的方 向就和力的方向相同。 對于變力的沖量，高中階段只能用動量定理求。 要注意的是：沖量和功不同。恒力在一段時間內(nèi)可能不作功， 但一定有沖量。復習回顧：29/21/2022一、動量和沖量復習回顧：49/21/20223. 動量的變化量：定義始末動量的矢量

2、差。P = Pt P0直線運動的速度變化量方向的確定：tvvvtv 0vv 0vtv 0vv 0vtv加速直線運動減速直線運動自由落體 運動豎直上 拋運動四種語言 漢語 數(shù)學語言 圖形語言 圖像語言39/21/20223. 動量的變化量：定義始末動量的矢量差。P = Ptv 0vtv 0vvt平拋運動49/21/2022v 0vtv 0平拋運動69/21/2022問題：有些船和碼頭常懸掛一些老舊輪胎，主要的用途是減輕船舶靠岸時碼頭與船體的撞擊。其中有怎樣的道理呢？59/21/2022問題：有些船和碼頭常懸掛一些老舊輪胎，主要的用途是減輕船舶進入新課V0V1水平面光滑質(zhì)量為m的小球在恒力F作用下

3、，經(jīng)過時間t， 運動一段距離。問 題能否運用牛頓運動定律的相關知識將所給物理量聯(lián)系起來？能否將動量相關知識與牛頓運動定律的內(nèi)容聯(lián)系起來？69/21/2022進入新課V0V1水平面光滑能否運用牛頓運動定律的相關知識將所推導過程tv0a vtF maPt mvtP0 mv0ttP0F Pt P牛頓第二定律的另一種表達式：FPt物體所受的合力等于動量變化率79/21/2022推導過程tv0a vtF maPt mvtP0FPt討 論Ft P動量變化量表示什么呢？89/21/2022FP討 論Ft P動量變化量109/21/20一、動量定理1. 動量定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化 即 I

4、 = pF t = mv- mv = p（2）動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因，沖量是 物體動量變化的量度。這里所說的沖量必須是物體所受的合外力的沖量。（3）動量定理也表明了力在時間上的積累效果。這種效果體現(xiàn)在物體的動量變化量上。（1）推導：F =ma v v = atF t = p99/21/2022一、動量定理（2）動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因動量定理給出了沖量（過程量）和動量變化（狀態(tài)量） 間的互求關系。實際上現(xiàn)代物理學把力定義為物體動量的變化率： F=p t （這也是牛頓第二定律的動量形式）動量定理的表達式是矢量式。在一維的情況下，各個矢 量必須以同一個規(guī)定的方

5、向為正。109/21/2022動量定理給出了沖量（過程量）和動量變化（狀態(tài)量） 間的互求關2.動量定理具有以下特點：矢量性：合外力的沖量Ft 與動量的變化量均為矢量， 規(guī)定正方向后，在一條直線上矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算；相等性：物體在時間內(nèi)物體所受合外力的沖量等于物體在 這段時間內(nèi)動量的變化量；因而可以互求。獨立性：某方向的沖量只改變該方向上物體的動量；廣泛性：動量定理不僅適用于恒力，而且也適用于隨時間而 變化的力對于變力，動量定理中的力F應理解為變力在作用時 間內(nèi)的平均值；不僅適用于單個物體，而且也適用于物體系統(tǒng)。物理意義：沖量反映力對物體在一段時間上的積累作用， 動量反映了物體的運動狀態(tài)。11

6、9/21/20222.動量定理具有以下特點：矢量性：合外力的沖量Ft 為什么杯子落到水泥地上 容易摔碎，而落到松軟的泥地 上不易摔碎呢？ 二、動量定理的應用類型1：定性解釋129/21/2022為什么杯子落到水泥地上 容易摔碎，而落到松軟的泥地 上不易摔問 題用一條細線懸掛著一個重物，把重物拿到 懸掛點附近，然后釋放，重物可以把細線拉斷。 如果在細線上端拴一段橡皮筋，再把重物拿到 懸掛點附近釋放，細線就不會被拉斷了，現(xiàn)在 你能解釋為什么嗎？139/21/2022問 題159/21/2022在動量變化一定的情況下,緩沖作用如果作用時間越短, 則作用力越大；如果作用時間越長, 則作用力越??；149

7、/21/2022在動量變化一定的情況下,緩沖作用如果作用時間越短, 則作用力包裝用的泡沫材料159/21/2022包裝用的泡沫材料179/21/2022蘋 果 的 包 裝 泡 沫 網(wǎng)169/21/2022蘋 果 的 包 裝 泡 沫 網(wǎng)189/21/2022船沿上的廢舊輪胎179/21/2022船沿上的廢舊輪胎199/21/2022摩 托 車 帽 里 的 襯 墊189/21/2022摩 托 車 帽 里 的 襯 墊209/21/2022例1. 以初速度v0平拋一個質(zhì)量為m的物體，t 秒內(nèi)物體的動量 變化是多少？解：因為合外力就是重力，所以p = Ft = mgt本題用沖量求解，比先求末動量，再求初

8、、末動量的矢量差要方便得多。因此可以得出規(guī)律：I 和p可以互求。當合外力為恒力時往 往用F t 來求；當合外力為變力時，在高中階段我們只能用p來 求。類型2：定量應用解決動量變化與沖量或沖力之間的關系199/21/2022例1. 以初速度v0平拋一個質(zhì)量為m的物體，t 秒內(nèi)物體的動vABvBOA例2. 一質(zhì)點在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運動，如圖， 質(zhì)點從位置A開始，經(jīng)1/2圓周，質(zhì)點所受合力的沖量是多 少?解: 質(zhì)點做勻速圓周運動，合力是一個大小不變、但方向 不斷變化的力，注意:變力的沖量一般不能直接由Ft求出，可借助Ftp間接求出，即合外力力的沖量由末動量與初動量的矢量 差來決定以vB方向

9、為正，因為vA - v ， vB v ，則pvB - vA v - （ - v ）2v，合力沖量與vB同向209/21/2022vABvBOA例2. 一質(zhì)點在水平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運2t 物體停下來，設物體所受阻力為恒量，其大小為（）F F / 2 F / 3 F / 4f2ttFf解：整個過程的受力如圖所示，對整個過程，根據(jù)動量定理，設F方向為正方向，有( F f ) t f 2 t = 0得 f=F/3C例3.水平面上一質(zhì)量為m的物體，在水平恒力F作用下，由 靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)時間t 后撤去外力，又經(jīng)過時間219/21/20222t 物體停下來，設物體所受阻力為恒量，其大小為

10、（）F如圖表示物體所受作用力隨時間變化的圖象，若物t1tt2F1F20體初速度為零，質(zhì)量為m，求物體在t2 時刻的末速度?解:從圖中可知，物體所受沖量為F - t圖線下面包圍的 “面積”，F(xiàn)設末速度為v，根據(jù)動量定理 F tp ，有F1t1+ F2 (t2 -t1 ) = mv -0 v= F1t1+ F2 (t2 -t1 ) m例4.229/21/2022如圖表示物體所受作用力隨時間變化的圖象，若物t1tF10體初 總結(jié)：利用動量定理解題的步驟： 明確研究對象和研究過程。研究對象可以是一個物體，也可 以是質(zhì)點組。如果研究過程中的各個階段物體的受力情況不同， 要分別計算它們的沖量，并求它們的矢量和。 進行受力分析。研究對象以外的物體施給研究對象的力為外 力。所有外力之和為合外力。研究對象內(nèi)部的相互作用力不影