1.2 動(dòng)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(cè)

新人教版選擇性必修一第一章動(dòng)量守恒定律第2節(jié)動(dòng)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(dòng)量發(fā)生了改變，對(duì)于某一物體而言，動(dòng)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(dòng)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(guò)時(shí)間t，速度由v

變?yōu)関′，試探究物體動(dòng)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(dòng)量初動(dòng)量

整理得

Ft=mv'–mv0=Δp1.【問(wèn)題情景】末動(dòng)能初動(dòng)能功

Ft=mv'–mv0=Δp末動(dòng)量初動(dòng)量？學(xué)習(xí)任務(wù)一：動(dòng)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(duì)這個(gè)物體的沖量I，用公式表示為

I=Ft(2).單位：在國(guó)際單位制中，沖量的單位是牛·秒，符號(hào)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(guò)程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)一、沖量學(xué)習(xí)任務(wù)一：動(dòng)量定理2.沖量二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)一：動(dòng)量定理合力的沖量計(jì)算（5）.說(shuō)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(wú)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(duì)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(dòng)量變化量，這就是動(dòng)量定理。（2）表達(dá)式：或（3）理解：①表明合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因；②動(dòng)量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動(dòng)量變化的方向相同;

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

，可見(jiàn)，動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。當(dāng)動(dòng)量變化較快時(shí)，物體所受合力較大，反之較小；當(dāng)動(dòng)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(dòng)量定理3.動(dòng)量定理4.動(dòng)量定理的適用范圍①動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對(duì)于變力，動(dòng)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(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問(wèn)題，將較難的計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問(wèn)題；③動(dòng)量定理適用于宏觀低速、微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過(guò)程，只考慮初末狀態(tài)。三、動(dòng)量定理學(xué)習(xí)任務(wù)一：動(dòng)量定理二、光的折射學(xué)習(xí)任務(wù)二：動(dòng)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(huì)摔碎，而落在軟墊上卻完好無(wú)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(dòng)量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末?dòng)量均為零，因而在相互作用過(guò)程中水杯的動(dòng)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(zhǎng)，由FΔt=Δp知，水杯與水泥地面相碰時(shí)作用力大，會(huì)被打破，與海綿墊相碰時(shí)作用力較小，因而不會(huì)被打破。學(xué)習(xí)任務(wù)二：動(dòng)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(chǎng)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(dòng)量定理的應(yīng)用由Ft=Δp可知：△p一定，t長(zhǎng)則F小，起到了緩沖作用這些場(chǎng)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(dòng)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(duì)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(dòng)量為p=mv=0.18×25kg.m/s=4.5kg.m/s壘球的末動(dòng)量為由動(dòng)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(hào)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(lái)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(dòng)能來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的“強(qiáng)弱”，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為動(dòng)量更合適。.主張用量度運(yùn)動(dòng)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(dòng)的是笛卡爾。他認(rèn)為，“在物質(zhì)中存在一定量的運(yùn)動(dòng)，它的總和在世界上永遠(yuǎn)不會(huì)增加也不會(huì)消失?！边@實(shí)際上是后來(lái)所說(shuō)的動(dòng)量守恒定律的雛形。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的爭(zhēng)論，法國(guó)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(dòng)的守恒性。用現(xiàn)在的科學(xué)術(shù)語(yǔ)說(shuō)就是，“力”即可以通過(guò)動(dòng)量來(lái)表示，又可以通過(guò)動(dòng)能來(lái)表示，因此，動(dòng)能實(shí)際上反應(yīng)了物體在力F的阻礙下下可以運(yùn)動(dòng)的距離s，而動(dòng)量則表征了物體可以運(yùn)動(dòng)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(duì)時(shí)間的作用積累Ft（沖量）。舉一個(gè)例子，如果要衡量?jī)蓚€(gè)游泳運(yùn)動(dòng)員體力的大小，我們即可以比較兩人可以游泳的最長(zhǎng)時(shí)間，也可以比較兩人游的最遠(yuǎn)距離。這場(chǎng)爭(zhēng)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(duì)多種運(yùn)動(dòng)形式和它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系的認(rèn)識(shí)更加深入，另一方面，動(dòng)量以及動(dòng)量守恒定律也凸顯出了它的重要性。歷史上關(guān)于運(yùn)動(dòng)量度的爭(zhēng)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(cè)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(guò)一段時(shí)間t，對(duì)幾個(gè)力的沖量，說(shuō)法正確的是（）A．物體所受合力的沖量為0 B．摩擦力對(duì)物體沖量為FtcosθC．拉力對(duì)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(cè)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(cè)

二、光的折射當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)解：以向下為正由

動(dòng)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(dòng)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(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)