1.2动量定理 ppt课件（含视频） -（2019）新人教版高中物理选择性必修第一册.rar

动 量定理选择性必修第一册：第一章第二节复复顾 与回与回顾1 1、探究碰撞中的不变量：碰撞前后物体的、探究碰撞中的不变量：碰撞前后物体的质量与速度的乘积之和质量与速度的乘积之和不变。不变。2 2、动量（、动量（p p）：质量和速度的乘积）：质量和速度的乘积 mvmv3 3、p=mvp=mv（定义式）（定义式）4 4、矢量式：、矢量式：（1 1）动量有方向，方向与）动量有方向，方向与速度方向一致速度方向一致；（；（2 2）动量遵循平行四边形定则。）动量遵循平行四边形定则。5 5、瞬时性、相对性、瞬时性、相对性6 6、动量变化量：、动量变化量：p=pp=p末末-p-p初初（矢量式矢量式）（1 1）同一直线上的变化量选择正方向，化为标量运算；）同一直线上的变化量选择正方向，化为标量运算；（2 2）不同直线上的变化量利用合成与分解）不同直线上的变化量利用合成与分解上上顾 顾 我我顾 顾 察察碰碰撞撞顾 象象顾 顾 ， ，碰碰撞撞不不顾 可可以以使使物物体体顾 生生形形顾 ， ，顾 重情况下重情况下顾 会使得物体受到不同程度的会使得物体受到不同程度的顾 坏。坏。从从物物理理角角度度来来看看， ，顾 顾 上上是是因因顾 碰碰撞撞顾 程程中中， ，碰碰撞撞物物体体彼彼此此顾生了生了力的作用力的作用，才会，才会顾 致物体致物体顾 生形生形顾 。 。生活中的生活中的顾象象这两组不同的碰撞现象，你观察到了什么区别？思考思考：生活中有些安全装置（安：生活中有些安全装置（安全气囊，救生全气囊，救生顾 .）都是用）都是用顾 性性顾 大的材大的材顾 做成，原因是什么做成，原因是什么？本节目标：研究碰撞的物体与力之间的关系顾 顾 情情景景： ：如如顾 ， ，假假定定一一个个顾 量量顾 m的的物物体体在在光光滑滑的的水水平平面面上上受受到到恒恒力力F的的作用，在桌面上做初速度为v的匀变速直线运动，经过一段时间t之后，速度变为v,请利用牛顿定律以及运动学的相关知识，推导F，t和p之间的关系。解解：物物体体的的初初速速度度为为v,末末速速度度为为v ,在在时时间间t内内，物物体体的的加加速速度度为为 ，由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可见见，F F= =m ma a= = ，又知，又知物体物体的初动量的初动量为为 p= mv,末末动量为动量为p = mv 。可得可得Ft= mv - mv ，即，即Ft= p - p 一、冲量一、冲量冲量的大小与物体的运动状态无关一、冲量一、冲量例例1. 平抛一质量平抛一质量 m = 2 kg的物体，经的物体，经 t = 5 s，求重力的冲量。，求重力的冲量。I = mgt = 100 Ns方向竖直向下方向竖直向下GGv0例例2. 一质量一质量 m = 2 kg的物体处于静止，经的物体处于静止，经 t = 5 s，求，求（1）重力的冲量：）重力的冲量：（2）支持力的）支持力的冲量：冲量：（3）合外力的冲量）合外力的冲量：IG=mgt= 100Ns方向竖直向下方向竖直向下IN=Nt= 100Ns方向竖直向上方向竖直向上I合=0mgN7、冲量的计算：(1)单个力的冲量：利用公式IFt计算。(2)(2)合力的冲量：合力的冲量： 先算出各个力的冲量后，再求先算出各个力的冲量后，再求各冲量各冲量矢量和。矢量和。 先算先算合力再用合力再用 I I 合合=F=F合合tt ，求，求合力的冲量。合力的冲量。（前提：（前提： 各个力的作用时间相同各个力的作用时间相同）一、冲量一、冲量思考：若作用力是变力，冲量又该如何求解？（1）当已知F-t变化的图像时，我们可以利用面积求冲量（2）利用动量定理冲量冲量功功区区别别公式公式标、矢标、矢量量意义意义正负正负作用效作用效果果单位单位某个力对物体有冲量某个力对物体有冲量,力对物体不一定做功；力对物体不一定做功；某个力对物体做了功某个力对物体做了功,力对物体一定有冲量。力对物体一定有冲量。N NS SI=FtW=Fxcos 矢量矢量标量标量N Nm m（J J）力对时间的积累。力对时间的积累。 在在F-t图像中可以用面积表示图像中可以用面积表示力对位移的积累。力对位移的积累。 在在F-x图像中可以用面积表示图像中可以用面积表示正负表示与正方向相同或相反正负表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功正负表示动力做功或阻力做功改变物体的动量改变物体的动量改变物体的动能改变物体的动能FtOFtxFOFx一、冲量一、冲量一、冲量一、冲量特别提醒：(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。【例题】如图所示，一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车，但推了很久时间t都无法使它运动，就这个问题两个同学展开讨论。甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？做一做做一做训练1:如图所示质量为m的物块沿倾角为的斜面由底端向上滑去，经过时间t1速度为零后下滑，又经过时间t2回到斜面底端，在整个运动过程中，重力对物块的总冲量为 ()A0 Bmgsin (t1t2)Cmgsin (t1t2) Dmg(t1t2)D 某个力在一段时间内某个力在一段时间内,做的功可以为零做的功可以为零 ,但冲量不一定但冲量不一定为零。为零。做一做做一做训练2:ADmgNf 1、内容内容：物体所受：物体所受合外力的冲量合外力的冲量等于物体的等于物体的动量变化动量变化，这就是动量定理。，这就是动量定理。 2、表达式：表达式：或或 3、加深理解：加深理解：(1)物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；(2)表明表明合外力的冲量合外力的冲量是动量变化的是动量变化的原因原因；(3)动量定理是动量定理是矢量式矢量式。Ft = p - p 合外力的合外力的冲量冲量方向与物体方向与物体动量变化动量变化的方向相同；的方向相同；合外力冲量合外力冲量的方向与的方向与合外力合外力的方向或的方向或速度变化量速度变化量的的方向一致方向一致，二、动量定理动量定理的适用范围动量定理的适用范围1、动量定理不但适用于、动量定理不但适用于恒力恒力，也适用于随时间变化的，也适用于随时间变化的变力变力，对于，对于变力，动量定理中的变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的应理解为变力在作用时间内的平均值平均值；2、动量定理不仅可以解决、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动匀变速直线运动的问题，还可以解决的问题，还可以解决曲线曲线运动运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；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、动量定理不仅适用于、动量定理不仅适用于宏观低速宏观低速物体，也适用于物体，也适用于微观微观现象和现象和变速变速运运动问题。动问题。 动量定理的动量定理的优点优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。：不考虑中间过程，只考虑初末状态。运用动量定理的解题步骤运用动量定理的解题步骤（1）确定研究对象、进行受力分析；（2）确定研究过程、进行运动分析；（3）选定正方向：确定F，v的大小及方向；（4）根据动量定理列得方程求解；（5）对所求结果进行必要的说明；三、动量定理的应用类型1：公式基本运用【典例】在运动过程中，物体受力为恒力，导致物体速度发生变化，求在此过程中动量的变化量等题型。要点：分析物体受力情况，掌握物体的初、末动量状态，分清正方向，带符号计算。三、动量定理的应用类型1：公式基本运用BCD三、动量定理的应用类型2：变力类型书本第10面第3题【典例】用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，g取10m/s2。（1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（3）你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，什么情况可以不计铁锤所受重力？三、动量定理的应用类型2：变力类型【变式】用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度为2m/s的速度反弹，打击的作用时间是0.01s，g取10m/s2。考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？三、动量定理的应用【典典例例】一一个个质质量量为为0 0. .1 18 8k kg g的的垒垒球球，以以2 25 5m m/ /s s的的水水平平速速度度飞飞向向球球棒棒，被被球球棒棒以以一一水水平平力力打打击击后后反反向向水水平平飞飞回回，速速度度大大小小变变为为4 45 5m m/ /s s，设设球球棒棒 与与 垒垒 球球 的的 作作 用用 时时 间间 为为0 0. .0 01 1s s。球球棒棒对对垒垒球球的的平平均均作用力是多大？作用力是多大？ 类型3：合冲量，分冲量问题常见题：平抛等曲线运动三、动量定理的应用类型4：多过程问题【典例】如图所示，质量m2kg的物体，在水平力F8N的作用下由静止开始沿水平面向右运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2，若F作用了t16s后撤去，撤去F后又经t22s物体与竖直墙相碰，若物体与墙壁作用时间t30.1s，碰墙后反向弹回的速度大小v6m/s，求墙壁对物体的平均作用力大小(g取10m/s2)动量定理与牛顿第二定律的比较（1）动量定理与牛顿第二定律是完全等效的。（2）动量定理只涉及初、末状态的动量mv、mv及过程量I，对于加速度、位移等全都不必考虑，解答更简便，因此应优先选用。三、动量定理的应用类型5：流体问题【典例】如图在采煤方法中，有一种方法是用高压水枪喷出的水柱高速冲击煤层并将其击碎而将煤采下所用水枪的直径D，水速为v，水柱垂直射到煤层表面上，冲击煤层后自由下落设水的密度，求水柱对煤层的平均冲力大小。三、动量定理的应用类型6：解释生活现象【典例】(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易撞碎，而掉在草地上不容易撞碎，其原因是()A掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长CD三、动量定理的应用类型6：解释生活现象【典例】(多选)对下列物理现象的解释，正确的是()A击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力D在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零CD动量定理的应用动量定理的应用应用动量定理Ftp定性解释常见物理现象。由上式可以看出如果保持p一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。反之，作用时间越长，力F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海棉或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。