高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理优质课课件ppt

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动量定理
第1章 第2节
人教版高中物理选择性必修1
板书设计
作业布置
拓展提高
课堂总结
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?
新知导入
已知物理情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v 变为v’，如图所示.求F与动量变化量的关系？
由牛顿第二定律知：
而加速度定义有：
变形可得：
F = m a
联立可得：
动量的变化与力的时间积累效果有关
新知导入
１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为 I=Ft
2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s
一、冲量
3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同
4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应
新知讲解
力的空间积累使动能发生变化
N·m（J）
标量
W= FS
功
力的时间积累使动量发生变化
N·S
矢量
I=Ft
冲量
冲量与功有什么区别？
作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。
内力：对物体系统内部，内力作用的冲量的矢量和等于零，但内力的功的代数和不一定为零。
公式
标矢
单位
意义
作用力与反作用力的功和冲量各有什么关系？
系统内部的内力的功和冲量有什么关系？
新知讲解
1、甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动，乙物体先停下来，甲物体又经较长时间停下来，下面叙述中正确的是（ ）A、甲物体受到的冲量大 B、乙物体受到的冲量大C、两个物体受到的冲量大小相等 D、无法判断
C
课堂练习
二、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。
2、表达式：
或
3、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；
(2)表明合外力的冲量是动量变化的原因；
(3)动量定理是矢量式：
①合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同；②合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致。③但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。
Ft = p′ - p
新知讲解
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高速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
新知讲解
例题：一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间 为0.002s。球棒对垒球的平均作用力是多大？
新知讲解
解：沿垒球飞向球棒时的方向建 立坐标轴，垒球的初动量为
垒球的末动量为
由动量定理知垒球所受的平均作用力为
垒球所受的平均作用力的大小为6300 N,负号表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。
新知讲解
动量定理的应用步骤
1、确定研究对象，选定正方向。
4、确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；
新知讲解
越长，
一定，
越短，
则F越小.
则F越大.
思考讨论：直接跳在水泥地上行吗？
一定，
新知讲解
2、物体在运动过程中加速度不为零，则下列说法正确的是（ ）A．物体速度的大小一定随时间变化B．物体速度的方向一定随时间变化C．物体动能一定随时间变化D．物体动量一定随时间变化
D
解析：加速度不为零，说明物体的速度在变化，速度的改变存在三种情况：速度的方向不变，只是大小在变化(动能也变化)；速度的大小不变，只是方向在变化(动能不变)；速度的大小和方向同时改变(动能变化)，A、B、C错误；动量是矢量，只要速度改变，物体的动量就一定改变，D正确。
课堂练习
1、在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是铅球，他们会用头去顶吗？
2、用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？
动量定理解释生活现象
新知讲解
3、建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？
新知讲解
生活中的应用
新知讲解
1、在撑竿跳比赛的横杆下方要放上很厚的海绵垫子.设一位撑竿跳运动员的质量为70 kg,越过横杆后从h＝5.6 m高处落下，落在海绵垫上和落在普通沙坑里分别经历时间Δt1＝1 s、Δt2＝0.1 s停下.求两种情况下海绵垫和沙坑对运动员的作用力.
思路点拨：从同一高度下落，落到接触面上的初动量相同，所以动量变化量相同，但作用时间不同.根据动量定理可求作用力.注意动量定理中的力是合外力，而不仅是支持力.
拓展提高
由于作用时间较长，人所受的海绵垫和沙坑的作用力不是很大，重力不可忽略，在题目没有明确是否忽略重力时，先把重力考虑在内，然后根据求出的作用力确定重力是否可忽略.
拓展提高
2、质量为0.5 kg的小球沿光滑水平面以v1＝5 m/s的速度冲向墙壁后又以v2＝4 m/s的速度反向弹回，如图所示，若球跟墙的作用时间为0.05 s，则小球所受到的平均力大小为_______ N.
90
拓展提高
3、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.
拓展提高
动量定理
冲量
动量
定义
内容
表达式
表达式
单位
课堂总结
动量定理
冲量
动量
定义
内容
表达式
表达式
单位
板书设计
课后练习和同步练习
作业布置
课程结束
人教版高中物理选择性必修1