高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册动量定理教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册动量定理教学ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了生活场景，思考讨论，动量定理，适用范围，知识梳理，解题步骤，总结提升等内容，欢迎下载使用。
有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎, 主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎样的道理呢？
在这些场景中，我们还希望缓冲吗？
如图，一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间Δt，它的速度为v′。试推导F、Δt与初动量p及末动量p′的关系。
F∆t = p' – p
由牛顿第二定律知：F = ma
1. 定义：在物理学中，把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量
2. 表达式：I＝FΔt
3. 单位：N·s，读作“牛秒”.
5. 冲量是矢量，方向由力的方向决定.
4. 物理意义：反映了力对时间的累积效应， 是过程量.
冲量的计算要明确求哪个力的冲量，I = Ft 只能求恒力的冲量。
A. 物体所受拉力F 的冲量方向与F 方向相同
C. If = Ftcsθ
如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的光滑斜面上由静止下滑，求在时间 t 内物块所受各力的冲量及合外力的冲量.
1. 内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量 变化量.
说明：①动量定理中“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.②因果性：动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因③矢量性：动量定理是矢量式，解题之前先设定正方向；合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向相同
F合∆t ＝mv′－mv
3. 动量定理的适用范围
（1）动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
（2）动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；
（3）动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。
从力学三大观点认识合外力F合
1. 有些轮船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用途是什么？请说出其中的道理。
船靠岸时想停下，需要与码头发生相互作用，而悬挂一些老旧轮胎可以增大船与码头之间相互作用的时间，减小船和码头间的作用力，起到缓冲保护的作用。
2. 体操运动员在落地时总要曲腿，这是为什么？
体操运动员在着地时，动量变化量是一定的，通过屈腿，可以延长作用时间，由动量定理可知，将会减小地面对运动员的作用力，从而使运动员避免受伤.
由Ft = Δp可知：
Δp一定，t 长则 F 小
Δp一定，t 短则 F 大
生活中的应用——缓冲作用
应用FΔt＝Δp 分析实际问题时，一般从两个方面分析：(1)Δp 一定，Δt 短则 F 大，Δt长则F小；(2)F 一定，Δt 长则 Δp 大，速度变化大，Δt 短则 Δp 小，速度变化小。
【例1】 一个质量 m = 0.18 kg 的垒球，以v = 25m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小变为 v' = 45m/s。设球棒与垒球的作用时间 t = 0.002s，球棒对垒球的平均作用力是多大？
3. 如图，用0.5 kg的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为4 m/s，打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为0.01 s，g取10 m/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？
打击时，铁锤受到重力和钉子对铁锤竖直向上的弹力，打击后铁锤的速度为0，设竖直向下为正方向。若不计铁锤所受的重力，根据动量定理有：－FΔt＝0－mv，解得F＝200 N。
(2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
若考虑铁锤所受的重力，则有(mg－F)Δt＝0－mv，解得F＝205 N。
(3)请你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。
答案　当打击时间很短时，可以不计铁锤所受的重力
从前两问的解答可以看出，当打击时间很短时，铁锤所受的重力可以忽略不计。
冲量是矢量，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动量变化量的方向相同。
冲量是过程量，要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
体操运动员在着地时，动量的变化量是一定的，通过曲腿，可以延长作用时间，由动量定理可知，将会减小地面对运动员的作用力，从而使运动员避免受伤.
解：设初速度方向为正方向，由动量定理有：－FΔt＝－mv2－mv1 得 F＝30N
（2）由动量定理有：(mg－F)Δt＝－mv2－mv1 得 F＝1950N 方向竖直向上