【課件】動量定理+課件高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第2節(jié)

動量定理第一章

動量守恒定律船靠岸時邊緣上的廢舊輪胎生活中的現(xiàn)象摩托車頭盔里的襯墊跳高用的海綿墊物體碰撞會受到力的作用，物體動量變化和力有什么關系？1.理解沖量的概念，知道沖量是矢量，理解動量定理及其表達式。2.能夠利用動量定理解釋有關物理現(xiàn)象并進行有關計算。創(chuàng)設情景：質量為m的物體受到恒定的合力F的作用，做勻變速直線運動。FVV

'知識點一

沖量

6.沖量的絕對性沖量僅由力和時間兩個因素決定，具有絕對性。5.沖量是過程量：沖量反映了力對時間的累積效應。研究沖量時，必須明確是哪個力在哪段時間內對哪個物體的沖量。②兩種方法：可分別求每一個力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個力的作用時間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合·Δt求解。7.沖量的計算(2)合力的沖量：①如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則。(1)單個力的沖量：利用公式I＝Ft計算。特別提醒：(1)沖量是矢量，求沖量的大小時一定要注意是力與其對應的時間的乘積。(2)判斷兩個力的沖量是否相同，必須滿足沖量的大小和方向都相同，缺一不可。1.如圖所示，一個小孩沿水平方向用最大的力F推靜止在水平地面上的小汽車，但推了很久時間t都無法使它運動，就這個問題兩個同學展開討論。甲同學說：汽車沒動是因為小孩給汽車的推力的沖量為零。乙同學說：小孩給汽車的推力的沖量不為零，汽車沒動是因為它所受的合力的沖量為零。誰說的對？練一練答案：乙說的對。解析：小孩給汽車的推力的沖量大小為I＝F·t。汽車沒動說明它所受的合力為零，故其合外力的沖量為零。2.(多選)恒力F作用在質量為m的物體上，如圖16-2-4所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動，則經(jīng)時間t，下列說法正確的是()A．拉力F對物體的沖量大小為零B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是FtcosθD．合力對物體的沖量大小為零BD知識點二

動量定理1.內容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量．

mv′－mv＝F(t′－t)p′－p＝I2.表達式

或

3.對動量定理的理解(1)動量定理反映了合外力的沖量是動量變化的原因。(2)動量定理的表達式是矢量式，它說明合外力的沖量跟物體動量變化量不僅大小相等，而且方向相同。運用動量定理主要是一維的問題，要注意正方向的規(guī)定。(3)動量的變化率和動量的變化量由動量定理可以得出F＝(p′－p)/t，它說明動量的變化率決定于物體所受的合外力。而由動量定理I＝Δp知動量的變化量決定于合外力的沖量，它不僅與物體的受力有關，還與力的作用時間有關。4.動量定理與牛頓第二定律的比較（1）動量定理與牛頓第二定律是完全等效的。（2）動量定理只涉及初、末狀態(tài)的動量mv、mv′及過程量I，對于加速度、位移等全都不必考慮，解答更簡便，因此應優(yōu)先選用5.動量定理的應用(1)應用動量定理FΔt＝Δp定性解釋常見物理現(xiàn)象。由上式可以看出如果保持Δp一定，則力作用的時間越短，沖力就越大。因此在需要增大作用力時，可盡量減少作用的時間，如打擊、碰撞等由于作用時間短、作用力往往較大。反之，作用時間越長，力F就越小，因此在需要減小作用力的時候，可想辦法延長力的作用時間，如利用海棉或彈簧的緩沖作用來延長作用時間，達到減小作用力的目的。(2)應用I＝Δp求變力的沖量。如果物體受到大小、方向不變的力的作用，既可以應用FΔt求力的沖量，也可以應用物體動量改變Δp的大小和方向來替代力的沖量。如果物體受到大小、方向改變的力的作用，則不能直接用FΔt求變力的沖量，這時可以求在該力沖量作用下物體動量改變Δp的大小和方向，替代變力的沖量。①可用圖象法計算沖量。陰影部分的面積就表示力在時間Δt=t2-t1內的沖量。②對于方向不變、大小隨時間均勻變化的變力,沖量也可用I=F(t'-t)計算,但式中的F應為Δt時間內的平均力,即微元法6.應用動量定理解題的一般步驟a．選定研究對象，明確運動過程。b．進行受力分析和運動的初、末狀態(tài)分析。c．選定正方向，根據(jù)動量定理列方程求解。7.動量定理的適用范圍：(1)動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力，對于變力，動量定理中的F應理解為變力在作用時間內的平均值；(2)動量定理不僅可以解決勻變速直線運動的問題，還可以解決曲線運動中的有關問題，將較難的計算問題轉化為較易的計算問題；(3)動量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運動問題。動量定理的優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。例題：一個質量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設球棒與壘球的作用時間為0.01s。球棒對壘球的平均作用力是多大？

解：沿壘球飛向球棒時的方向建立坐標軸壘球的初動量為p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s壘球的末動量為p'=mv'=(－0.18)×25kg·m/s=－8.1kg·m/s壘球所受的平均作用力的大小為1260N，負號表示力的方向與壘球飛來的方向相反例2：如圖所示，雜技表演時，?？煽匆娪腥擞描F錘猛擊放在“大力士”身上的條石，石裂而人不傷，試分析其中的道理。解析：設條石的質量為M，鐵錘的質量為m。取鐵錘為研究對象，設鐵錘打擊條石前的速度為v，反彈的速度為v′，根據(jù)動量定理得(F－mg)Δt＝mv′－m(－v)，F(xiàn)＝m(v＋v′)/t＋mg。Δt極短，條石受鐵錘的打擊力F′＝F很大，鐵錘可以擊斷條石。解釋有關現(xiàn)象透過現(xiàn)象看本質——探究物理規(guī)律直接跳在水泥地上行嗎？知識點三、動量定理的應用越長，一定，越短，則F越小.則F越大.一定，所以，不能直接跳在水泥地上。2、用錘子使勁壓釘子，就很難把釘子壓入木塊中去，如果用錘子以一定的速度敲釘子，釘子就很容易鉆入木塊，這是為什么？分析:壓鐵釘與敲鐵釘區(qū)別在于:壓鐵釘時錘子是靜