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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理教课内容ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理教课内容ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了动量定理，目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，知识点1，力的作用时间，FΔt，动量变化，N·s，知识点2等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】1．了解冲量的概念，理解动量定理的内涵。2．知道动量定理和动能定理的区别。3．能用动量定理解释生产生活中的有关现象，并会应用它解决实际问题。
1．定义____与______________的乘积叫力的冲量。2．表达式I＝_____3．方向冲量是矢量，冲量的方向与____的方向一致，冲量的方向跟__________的方向一致。4．冲量的单位在国际单位制中是“______”， 符号“______”
1．内容物体在一个过程中所受力的______等于它在这个过程始末的____________。2．定义式I＝________也可以写作：F(t′－t)＝__________。
1．如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间越短，物体受的力就越____；作用的时间越长，物体受的力就越____。2．如果作用力一定时，作用的时间越长，动量的变化量越____，作用的时间越短，动量的变化量越____。
『判一判』(1)冲量是矢量，其方向与力的方向相同。( )(2)力越大，力对物体的冲量越大。( )(3)若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。( )(4)碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法增大冲击力的作用时间。( )(5)动量定理中说的“力的冲量”指的是合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和。( )
『选一选』如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以( )A．减小球的动量的变化量B．减小球对手作用力的冲量C．减小球的动量变化率D．延长接球过程的时间来减小动量的变化量
解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A、B、D错误；由动量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，减小了球的动量变化率，C正确。
『想一想』鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被打破。现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同一高度自由落下，落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理。
解析：鸡蛋落地动量变化Δp一定，鸡蛋落到塑料垫上时，作用时间Δt变大，根据动量定理F·Δt＝Δp，可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破。
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。谁说得对？提示：小孩给汽车的推力的冲量大小为I＝F·t汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。
1．对冲量的理解(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。
2．冲量的计算(1)单个力的冲量：利用公式I＝FΔt计算。(2)合力的冲量：①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。②两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合·Δt求解。
(3)变力的冲量：由图可知F－t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间Δt内，力F的冲量的大小。
(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。
如图所示，质量为2 kg的物体沿倾角为30°，高为5 m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g取10 m/s2，求：(1)重力的冲量；(2)支持力的冲量；(3)合力的冲量。
1．关于力的冲量，下列说法正确的是( )A．力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力大，力的冲量不一定大C．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零D．F1与作用时间t1的乘积F1t1在数值上等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同
解析：由冲量定义式I＝Ft可知，力越大，力的冲量不一定越大，还与时间有关，A错，B对；静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为Ft，C错；冲量是矢量，大小相等，若方向不同，则这两个冲量不相同，D错。
2．(2020·四川省攀枝花市高二下学期期末)我国天津地标之一“天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景摩天轮。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做轨道半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动，已知当地重力加速度为g，质量为m的乘客从最高点运动到最低点过程中，重力的冲量大小为( )
如图是东京奥运会体操女子平衡木冠军管晨辰，在比赛中，她做完整套动作后，从平衡木上跳下时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了什么？
对动量定理的理解和应用
提示：人落地动量变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力。
1．对动量定理的理解(1) 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要解决一维运动问题，要注意正方向的规定。
2．动量定理的应用(1)应用动量定理FΔt＝Δp定性解释常见物理现象。由上式可以看出如果保持Δp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，如利用海绵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。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用FΔt求力的冲量，也可以应用物体动量改变Δp的大小和方向来求出力的冲量。如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用FΔt求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变Δp的大小和方向，以求出变力的冲量。
3．应用动量定理解题的一般步骤a．选定研究对象，明确运动过程。b．进行受力分析和运动的初、末状态分析。c．选定正方向，根据动量定理列方程求解。
一质量为m＝100 g的小球从h＝0.8 m高处自由下落到一厚软垫上。若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t＝0.2 s，则这段时间内软垫对小球的平均冲力为多少？(g取10 m/s2，不计空气阻力)
3．(2020·山东省淄博市高二上学期期中)央视网消息，2019年8月15日，俄罗斯“乌拉尔航空”公司一架空客A-321客机在起飞后不久遭遇多只飞鸟撞击，导致两台发动机起火，引擎失灵，迫降在离机场不远处的一片玉米地里。 假设客机撞鸟时飞行速度大约为1 080 km/h，小鸟的质量约为0.5 kg，撞机时间约为0.01 s, 估算飞机受到的撞击力大小约为( )A．540 NB．54 000 NC．15 000 ND．1.5 N
动量定理和动能定理的比较
动量定理和动能定理都是求解力学问题的重要定理。应用时要特别注意选定研究对象和过程，注重受力情况分析和运动情况分析，灵活运用规律求解。特别注意运用动量定理解题需考虑速度的方向，运用动能定理解题则不需考虑速度的方向。
生活情境如图所示，H是一种安全气囊，内部存有化学物质，当汽车高速前进，受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体，充满气囊，填补在司机与车前挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，防止司机受伤。若某次事故中汽车的速度是35 m/s，司机冲向气囊后经0.2 s停止运动，人体冲向气囊的质量约为40 kg，头部和胸部作用在气囊上的面积约为400 cm2。
探究：(1)则在这种情况下，人的头部和胸部受到平均压强为多大？(2)相当于多少个大气压？
羽毛球是速度最快的球类运动之一，我国某羽毛球运动员某次扣杀羽毛球的速度为342 km/h，假设球的速度为90 km/h，该运动员将球以342 km/h的速度反向击回。设羽毛球质量为5 g。探究：(1)该运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)在该运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？
1．(2020·山东省临朐一中高二下学期检测)运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力F＝100 N，球在地面上滚动了t＝10 s停下来，则运动员对球的冲量为( )A．1 000 N·sB．500 N·sC．零D．无法确定
解析：滚动了t＝10 s是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量。
2．(2021·浙江金华高二调研)跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全(如图)，这是由于( )A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小
解析：人跳远从一定高度落下，落地前的速度一定，则初动量相同，落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化量Δp一定，因落在沙坑上作用的时间长，落在水泥地上作用时间短，根据动量定理FΔt＝Δp，t长F小，故D对。
3．(2020·广西钦州高二下学期期中)如图所示是一则安全警示广告，描述了高空坠物对人伤害的严重性。小王同学用下面的实例来检验广告词的科学性：用一个鸡蛋从8楼的窗户自由下落到地面。经测量鸡蛋质量约50 g,8层楼高约20米，与地面接触时间约为0.02 s。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求鸡蛋：
【学习目标】1．了解冲量的概念，理解动量定理的内涵。2．知道动量定理和动能定理的区别。3．能用动量定理解释生产生活中的有关现象，并会应用它解决实际问题。
1．定义____与______________的乘积叫力的冲量。2．表达式I＝_____3．方向冲量是矢量，冲量的方向与____的方向一致，冲量的方向跟__________的方向一致。4．冲量的单位在国际单位制中是“______”， 符号“______”
1．内容物体在一个过程中所受力的______等于它在这个过程始末的____________。2．定义式I＝________也可以写作：F(t′－t)＝__________。
1．如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间越短，物体受的力就越____；作用的时间越长，物体受的力就越____。2．如果作用力一定时，作用的时间越长，动量的变化量越____，作用的时间越短，动量的变化量越____。
『判一判』(1)冲量是矢量，其方向与力的方向相同。( )(2)力越大，力对物体的冲量越大。( )(3)若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。( )(4)碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法增大冲击力的作用时间。( )(5)动量定理中说的“力的冲量”指的是合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和。( )
『选一选』如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以( )A．减小球的动量的变化量B．减小球对手作用力的冲量C．减小球的动量变化率D．延长接球过程的时间来减小动量的变化量
解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A、B、D错误；由动量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，减小了球的动量变化率，C正确。
『想一想』鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被打破。现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同一高度自由落下，落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理。
解析：鸡蛋落地动量变化Δp一定，鸡蛋落到塑料垫上时，作用时间Δt变大，根据动量定理F·Δt＝Δp，可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破。
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。谁说得对？提示：小孩给汽车的推力的冲量大小为I＝F·t汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。
1．对冲量的理解(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。
2．冲量的计算(1)单个力的冲量：利用公式I＝FΔt计算。(2)合力的冲量：①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。②两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合·Δt求解。
(3)变力的冲量：由图可知F－t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间Δt内，力F的冲量的大小。
(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。
如图所示，质量为2 kg的物体沿倾角为30°，高为5 m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g取10 m/s2，求：(1)重力的冲量；(2)支持力的冲量；(3)合力的冲量。
1．关于力的冲量，下列说法正确的是( )A．力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力大，力的冲量不一定大C．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零D．F1与作用时间t1的乘积F1t1在数值上等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同
解析：由冲量定义式I＝Ft可知，力越大，力的冲量不一定越大，还与时间有关，A错，B对；静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为Ft，C错；冲量是矢量，大小相等，若方向不同，则这两个冲量不相同，D错。
2．(2020·四川省攀枝花市高二下学期期末)我国天津地标之一“天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景摩天轮。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做轨道半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动，已知当地重力加速度为g，质量为m的乘客从最高点运动到最低点过程中，重力的冲量大小为( )
如图是东京奥运会体操女子平衡木冠军管晨辰，在比赛中，她做完整套动作后，从平衡木上跳下时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了什么？
对动量定理的理解和应用
提示：人落地动量变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力。
1．对动量定理的理解(1) 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要解决一维运动问题，要注意正方向的规定。
2．动量定理的应用(1)应用动量定理FΔt＝Δp定性解释常见物理现象。由上式可以看出如果保持Δp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，如利用海绵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。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用FΔt求力的冲量，也可以应用物体动量改变Δp的大小和方向来求出力的冲量。如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用FΔt求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变Δp的大小和方向，以求出变力的冲量。
3．应用动量定理解题的一般步骤a．选定研究对象，明确运动过程。b．进行受力分析和运动的初、末状态分析。c．选定正方向，根据动量定理列方程求解。
一质量为m＝100 g的小球从h＝0.8 m高处自由下落到一厚软垫上。若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t＝0.2 s，则这段时间内软垫对小球的平均冲力为多少？(g取10 m/s2，不计空气阻力)
3．(2020·山东省淄博市高二上学期期中)央视网消息，2019年8月15日，俄罗斯“乌拉尔航空”公司一架空客A-321客机在起飞后不久遭遇多只飞鸟撞击，导致两台发动机起火，引擎失灵，迫降在离机场不远处的一片玉米地里。 假设客机撞鸟时飞行速度大约为1 080 km/h，小鸟的质量约为0.5 kg，撞机时间约为0.01 s, 估算飞机受到的撞击力大小约为( )A．540 NB．54 000 NC．15 000 ND．1.5 N
动量定理和动能定理的比较
动量定理和动能定理都是求解力学问题的重要定理。应用时要特别注意选定研究对象和过程，注重受力情况分析和运动情况分析，灵活运用规律求解。特别注意运用动量定理解题需考虑速度的方向，运用动能定理解题则不需考虑速度的方向。
生活情境如图所示，H是一种安全气囊，内部存有化学物质，当汽车高速前进，受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体，充满气囊，填补在司机与车前挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，防止司机受伤。若某次事故中汽车的速度是35 m/s，司机冲向气囊后经0.2 s停止运动，人体冲向气囊的质量约为40 kg，头部和胸部作用在气囊上的面积约为400 cm2。
探究：(1)则在这种情况下，人的头部和胸部受到平均压强为多大？(2)相当于多少个大气压？
羽毛球是速度最快的球类运动之一，我国某羽毛球运动员某次扣杀羽毛球的速度为342 km/h，假设球的速度为90 km/h，该运动员将球以342 km/h的速度反向击回。设羽毛球质量为5 g。探究：(1)该运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)在该运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？
1．(2020·山东省临朐一中高二下学期检测)运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力F＝100 N，球在地面上滚动了t＝10 s停下来，则运动员对球的冲量为( )A．1 000 N·sB．500 N·sC．零D．无法确定
解析：滚动了t＝10 s是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量。
2．(2021·浙江金华高二调研)跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全(如图)，这是由于( )A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小
解析：人跳远从一定高度落下，落地前的速度一定，则初动量相同，落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化量Δp一定，因落在沙坑上作用的时间长，落在水泥地上作用时间短，根据动量定理FΔt＝Δp，t长F小，故D对。
3．(2020·广西钦州高二下学期期中)如图所示是一则安全警示广告，描述了高空坠物对人伤害的严重性。小王同学用下面的实例来检验广告词的科学性：用一个鸡蛋从8楼的窗户自由下落到地面。经测量鸡蛋质量约50 g,8层楼高约20米，与地面接触时间约为0.02 s。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求鸡蛋：
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