动量定理—【新教材】 人教版高中物理选择性必修一优秀课件PPT(共23张)

4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应
5.冲量与功的比较
冲量
公式
I=Ft
区 标、矢量
单位
别 意义
矢量
N·S
力对时间的积累, 对应一段时间 在F-t图像中可以用面积表示
正负 正负表示与正方向相同或相反
功
W=Fxcos θ
标量
N·（J）
力对位移的积累, 对应一段位移 在F-x图像中可以用面积表示
典例分析
对于Δt时间内喷出的水,由机械能守恒定律得 (Δm) +(Δm)gh = (Δm)
在h高度处,Δt时间内喷射到冲浪板底面的水沿竖直方向的动量变化量的大 小为Δp=(Δm)v1 根据动量定理有F·Δt=Δp (质量为Δm的水所受重力的冲量IG=ΔmgΔt=ρv0SgΔt2,IG相比IF=F·Δt可忽略) 联立以上各式得h= -
第二节 动量定理
课堂引入
课堂引入
这些不同的生活现象中隐藏 着怎样的物理规律？
课堂引入
两个物体碰撞时，彼此间会受到力的 作用，那么一个物体动量的变化和它所受 的力有怎样的关系呢？
为了分析问题的方便，我们先讨论物 体受恒力的情况。
一、温故知新
问题情景1：在光滑水平面上的质量为m 的物体在水平恒力F 的作用 下，经过时间t，速度由v 变为v′.
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
三、动量定理
【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0.01s。球 棒对垒球的平均作用力是多大？ 【解析】垒球的初动量为
p=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5kg·m/s

落地时间 t= 2ℎ=1 s
小球飞行过程中只受重力作用,所以合外力的冲量为
I'=mgt=1×10×1 N·s=10 N·s,方向竖直向下 由动量定理得Δp=I'=10 kg·m/s,方向竖直向下。
方法与技巧：根据动量定理I=Δp，动量的增量可以通过冲量间接求解。
题型一、动量定理的一般应用
例1.将质量为m=1 kg的小球,从距水平地面高h=5 m处,以v0=10 m/s的 水平速度抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2。求: (1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量; (2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp; (3)小球落地时的动量p'。
例1.将质量为m=1 kg的小球,从距水平地面高h=5 m处,以v0=10 m/s的 水平速度抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2。求: (1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量; (2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp; (3)小球落地时的动量p'。
解析:(1)0.4 s内重力对小球的冲量 I=mgt=1×10×0.4 N·s=4 N·s,方向竖直向下。
答案：（1）900N （2）3600N (3)2100N
题型三、动量定理与动能定理的综合应用 【变式练习】一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后， 两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速度约为30 m/s。则： (1)试求车祸中车内质量约为60 kg的人受到的平均冲力是多大？ (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体 受到的平均冲力为多大？
题型三、动量定理与动能定理的综合应用
例 5.一个质量为60kg的男孩从高处跳下,以5m/s的速度竖直落地。重力加速 度g取10 m/s2。 (1)若男孩落地时屈膝用了1s停下来,则落地时地面对他的平均作用力是多大? (2)若男孩落地时没有屈膝,只用了0.1s就停下来，则落地时地面对他的平均 作用力又是多大? (3)若男孩落地时屈膝使身体重心下降了0.5m,则落地时地面对他的平均作用 力是多大?

从开始下落到落到海绵垫上停止的过程有
mg(t+Δt1)-FΔt1=0
代入数据,解得F=1 400 N
下落到沙坑的过程有mg(t+Δt2)-F'Δt2=0
代入数据,解得F'=7 700 N。
答案 1 400 N
7 700 N
探究点三
应用动量定理解释现象
导学探究
在日常生活中,有不少这样的事例:跳远时要跳在沙坑里;跳高时在落地处
的方向与恒力方向一致。
(2)变力冲量的求解
①若力的方向不变且大小随时间均匀变化,则该力的冲量可以用平均力来
计算,其公式为I= Δt。
②利用F-t图像中的“面积”求变力的冲量。面积大小表示冲量的大小,面积
的正负表示冲量的方向。
某力F随时间t变化的图像(F-t图像)如图所示,则图中阴影部分的面积就表
目录索引
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
1.通过学习,理解冲量的概念及其矢量性。(物理观念)
学习目标
2.通过理论推导,掌握动量定理,理解其确切含义。(科学思维)
3.通过实例分析,能够利用动量定理解释缓冲、碰撞等有关现
象和解决实际问题。(科学思维)
基础落实·必备知识全过关
冲量的理解与计算
导学探究
文具盒静止在桌面上,经过一段时间,重力对它做的功为零,这段时间内重
力的冲量也为零吗?
提示 文具盒静止一段时间,其位移为零,故重力做功为零,而冲量是指力与
时间的乘积,所以重力的冲量不为零。
知识归纳
1.冲量与功的比较
比较项
公式
冲量
功
I=FΔt
W=Fx

B．人、车和锤组成的系统机械能守恒
C．人、车和锤组成的系统动量守恒
D．若地面足够粗糙，连续敲打可使小车向右运动
【课堂练习2】木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧
靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力
后，下列说法中正确的是（ C ）
A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒
烧断细线前，系统静止，总动量为0；
烧断细线后，两辆小车动量大小相等，方向相反，总动量仍为0。
思考：斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB组成的系统受到
几个作用力？哪些力是内力？哪些是外力？系统动量守恒吗？
竖直方向失重：N<(M+m)g 系统动量
不守恒。
N1
N
mg
水平方向：系统不受外力，动量守恒。
v > v
m2
m1
碰前
v1 ′
v2 ′
v1
v2
F1
F2
m2
碰中
m1
碰后
1、相互作用的两个物体的动量改变
①相互作用力：F1= -F2 ，故： F1t F2 t
② m1v1 m1v1 (m2 v2 m1v1 ) ：m1的动量的增加量等于m2的动量的减少量
③一对相互作用力引起两个物体动量的转移，但不会改变系统的总动量。
v > v
m2
m2
m1
碰前
v1 ′
v2 ′
v1
v2
碰中
m1
碰后
两个小球相撞后，它们各自的动量都发生了改变，因为碰撞过程中受
到了对方的冲量。
思考：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？