1.2 動量定理 課件-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

新人教版選擇性必修一第一章動量守恒定律第2節(jié)動量定理二、光的折射新課引入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(shí)碼頭與船體的撞擊。其中有怎樣的道理呢？物體發(fā)生碰撞時(shí)，由于受到了力的作用，動量發(fā)生了改變，對于某一物體而言，動量變化和所受的力有怎樣的關(guān)系呢？二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理在光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下，經(jīng)過時(shí)間t，速度由v

變?yōu)関′，試探究物體動量變化量與那些因數(shù)有關(guān)？由牛頓第二定律知：F=ma加速度：即：合力末動量初動量

整理得

Ft=mv'–mv0=Δp1.【問題情景】末動能初動能功

Ft=mv'–mv0=Δp末動量初動量？學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理(1).定義：作用在物體上的力和作用時(shí)間的乘積，叫做該力對這個(gè)物體的沖量I，用公式表示為

I=Ft(2).單位：在國際單位制中，沖量的單位是?！っ?，符號是N·s

(3).沖量是矢量：方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同(4).沖量是過程量，反映了力對時(shí)間的積累效應(yīng)一、沖量學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理2.沖量二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理合力的沖量計(jì)算（5）.說明：沖量的計(jì)算要明確求哪個(gè)力的沖量，還是物體的合外力的沖量。

I=Ft

只能求恒力的沖量。幾個(gè)力的合力的沖量計(jì)算，既可以先算出各個(gè)分力的沖量后再求矢量和，又可以先算各個(gè)分力的合力再算合力的沖量。二、光的折射一段時(shí)間內(nèi)的變力將該段時(shí)間無限分割近似認(rèn)為物體在每一時(shí)段以受到某一恒力一段時(shí)間內(nèi)的變力的沖量微分求和由圖可知F-t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的大小表示對應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。Ft/s43210246108t/s43210246108Ft/s43210246108F微元法（6）.變力的沖量（1）內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化量，這就是動量定理。（2）表達(dá)式：或（3）理解：①表明合外力的沖量是動量變化的原因；②動量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動量變化的方向相同;

③動量的變化率：動量的變化跟發(fā)生這一變化所用的時(shí)間的比值。由動量定理，得

，可見，動量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之較小；當(dāng)動量均勻變化時(shí)，物體所受合力為恒力。學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理3.動量定理4.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(shí)間變化的變力，對于變力，動量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；②動量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動的問題，還可以解決曲線運(yùn)動中的有關(guān)問題，將較難的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問題；③動量定理適用于宏觀低速、微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動等問題。動量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。三、動量定理學(xué)習(xí)任務(wù)一：動量定理二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)二：動量定理的應(yīng)用探究思考hh水泥地面海綿墊碎完好為什么水杯落在水泥地面上會摔碎，而落在軟墊上卻完好無損呢？

水杯從同一高度下落，分別與水泥地面和海綿墊接觸前的速度是相同的，也即初動量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱悖茨﹦恿烤鶠榱?，因而在相互作用過程中水杯的動量變化量相同。而兩種情況下的相互作用時(shí)間不同，與水泥地面碰時(shí)作用時(shí)間短，與海綿墊相碰時(shí)作用時(shí)間較長，由FΔt=Δp知，水杯與水泥地面相碰時(shí)作用力大，會被打破，與海綿墊相碰時(shí)作用力較小，因而不會被打破。學(xué)習(xí)任務(wù)二：動量定理的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)演示跳高比賽跳遠(yuǎn)比賽懸掛輪胎的游船準(zhǔn)備靠岸這些場景中的墊子、沙坑、輪胎的緩沖為什么可以保護(hù)好人和船不受到太大力的作用？學(xué)習(xí)任務(wù)二：動量定理的應(yīng)用由Ft=Δp可知：△p一定，t長則F小，起到了緩沖作用這些場景中為什么物體可以獲得更大的作用力呢？錘子釘釘子棒球比賽高爾夫球比賽學(xué)習(xí)任務(wù)二：動量定理的應(yīng)用由Ft=Δp可知：△p一定，t短則F大一個(gè)質(zhì)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，速度的大小為45m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間t=

0.002s，球棒對壘球的平均作用力是多大?解：沿壘球飛向球棒時(shí)的方向建立坐標(biāo)軸，壘球的初動量為p=mv=0.18×25kg.m/s=4.5kg.m/s壘球的末動量為由動量定理知壘球所受的平均力為壘球所受的平均作用力的大小為6300N，符號表示力的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即力的方向與壘球飛來的方向相反。例題歷史上，一種觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)該用物理量動能來描述物體運(yùn)動的“強(qiáng)弱”，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為動量更合適。.主張用量度運(yùn)動的代表人物是萊布尼茲，作為微積分的奠基人，正是他推導(dǎo)出的結(jié)果。主張以量度運(yùn)動的是笛卡爾。他認(rèn)為，“在物質(zhì)中存在一定量的運(yùn)動，它的總和在世界上永遠(yuǎn)不會增加也不會消失?！边@實(shí)際上是后來所說的動量守恒定律的雛形。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的爭論，法國科學(xué)家達(dá)蘭貝爾用他自己的研究證明，雙方實(shí)際上是從兩個(gè)角度論證了運(yùn)動的守恒性。用現(xiàn)在的科學(xué)術(shù)語說就是，“力”即可以通過動量來表示，又可以通過動能來表示，因此，動能實(shí)際上反應(yīng)了物體在力F的阻礙下下可以運(yùn)動的距離s，而動量則表征了物體可以運(yùn)動的時(shí)間t,即前者是力在空間上上的作用積累fs(功)；而后者恰是力對時(shí)間的作用積累Ft（沖量）。舉一個(gè)例子，如果要衡量兩個(gè)游泳運(yùn)動員體力的大小，我們即可以比較兩人可以游泳的最長時(shí)間，也可以比較兩人游的最遠(yuǎn)距離。這場爭論一方面促進(jìn)了機(jī)械能以及整個(gè)能量概念的形成，并使人們對多種運(yùn)動形式和它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系的認(rèn)識更加深入，另一方面，動量以及動量守恒定律也凸顯出了它的重要性。歷史上關(guān)于運(yùn)動量度的爭議

一般發(fā)生交通事故時(shí)，汽車的碰撞時(shí)間都極短，且速度變化大，因此產(chǎn)生的沖力很大。安全帶、安全氣囊二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1．如圖，一個(gè)物體在與水平方向成θ角的拉力F的作用下保持靜止，經(jīng)過一段時(shí)間t，對幾個(gè)力的沖量，說法正確的是（）A．物體所受合力的沖量為0 B．摩擦力對物體沖量為FtcosθC．拉力對物體的沖量為Ftcosθ D．物體所受支持力的沖量為0AB二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測2.

如圖所示,從高處跳到低處時(shí),為了安全,一般都要屈腿,這樣做是為了(

)A.減小沖量B.減小動量的變化量C.增大與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力D.增大人對地面的壓強(qiáng),起到安全作用C解析:人在和地面接觸時(shí),人的速度減為零,由動量定理可知(F-mg)t=Δp,而屈腿可以增加人著地的時(shí)間,從而減小受到地面的沖擊力,故選C。二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測

二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測解：以向下為正由

動量定理可知-F1t=0-mv得

F=200N由牛頓第三定律

F1壓=F1=200N(2)由由

動量定理可知

mgt-F2t=0–mv

得

F=205N

由牛頓第三定律

F2壓=F2=205N

(3)當(dāng)作用的時(shí)間比較小時(shí)，

鐵錘的重力可以忽略不計(jì)。蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動