高中物理 第1章 第1節(jié) 動量定理精品課件 魯科選修35

1、2021/8/11 星期三1第1節(jié)動量定理2021/8/11 星期三2核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第1節(jié)動量定理課前自主學(xué)案課標定位2021/8/11 星期三3課標定位學(xué)習(xí)目標：1.理解動量、沖量的概念，知道動量、沖量是矢 量2知道動量的變化量是矢量，會正確計算一維的動量變化3理解動量定理的確切含義，掌握其表達式4會用動量定理解釋碰撞、緩沖等現(xiàn)象重點難點：1.對動量、沖量的理解及應(yīng)用 2動量定理的理解及其應(yīng)用2021/8/11 星期三4課前自主學(xué)案一、動量1動量(1)定義：運動物體的_和_的乘積，通常用符號_表示(2)公式：_.(3)單位：_符號：_. (4)矢量性：方向與_的方向相同

2、運算遵守_質(zhì)量速度ppmv千克米/秒，kgm/s速度平行四邊形定則2021/8/11 星期三52動量的變化量(1)定義：物體在某段時間內(nèi)_與_的矢量差(也是矢量)，p_(矢量式)(2)動量始終保持在一條直線上時的運算：選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示，從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算(此時的正、負號僅代表_，不代表大小)末動量初動量mv2mv1方向2021/8/11 星期三6思考感悟1若動能發(fā)生變化，動量是否一定變化呢？提示：動能是標量，對于同一物體，動能變化則速度大小變化，故動量必定變化；但若動量變化，可能是其方向變化而大小不變，故動能不一定變化2021/8/11 星期三

3、7二、動量定理1沖量(1)定義：力與力的作用_的乘積，通常用符號_表示(2)公式：_.(3)單位：_，符號_.(4)矢量性：方向與_的方向相同2動量定理(1)內(nèi)容：物體所受_的沖量等于物體的_(2)公式：Ip或Ft_.時間IIFt牛頓秒Ns力合外力動量變化mv2mv12021/8/11 星期三8思考感悟2物體在水平面上運動時，支持力方向與速度方向垂直，支持力做功為零，那么支持力的沖量也是零，對嗎？提示：不對功是標量，當力的方向與速度方向垂直時，力不做功；沖量是矢量，是力與時間的乘積，受到力且作用一段時間，沖量不會為零2021/8/11 星期三9三、碰撞與緩沖的實例分析碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，要利用

4、這種沖擊力就要設(shè)法_作用力的作用時間要防止沖擊力帶來的危害，就要_作用力的作用時間減少延長2021/8/11 星期三10思考感悟3在體操比賽中，當運動員表演完從鞍馬上跳到地面上時，我們常會看到他們先屈膝，然后再站直你知道其中蘊含著怎樣的物理原理嗎？提示：蘊含著碰撞與緩沖的原理，由于運動員跳下來時有一定的速度，由動量定理Ftmv2mv1，可知運動員屈膝，可以延長作用時間減小沖擊力帶來的危害2021/8/11 星期三11核心要點突破一、對動量及動量的變化量的理解1對動量的理解(1)動量是狀態(tài)量：求動量時要明確是哪一物體在哪一狀態(tài)(時刻)的動量，pmv 中的速度v是瞬時速度(2)動量的矢量性：動量的

5、方向與物體的瞬時速度的方向相同，有關(guān)動量的運算，如果物體在一條直線上運動，則選定一個正方向后，動量的矢量運算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算了2021/8/11 星期三12(3)動量的相對性：指物體的動量與參考系的選擇有關(guān)，選不同的參考系時，同一物體的動量可能不同，通常在不說明參考系的情況下，物體的動量是指物體相對地面的動量2對動量的變化量的理解(1)對動量的變化量運動物體的質(zhì)量m不變，物體的運動速度由v1變化到v2，物體動量的變化量為pmv2mv1，即動量的變化量pp2p1，p1為初動量，p2為末動量2021/8/11 星期三13(2)動量的變化量也是矢量動量變化量的方向與速度變化量的方向相同，即為這個

6、過程中加速度的方向動量變化量是過程量(3)動量變化量的計算由于動量為矢量，則求解動量的變化量時，其運算遵循平行四邊形定則若初、末動量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運算為代數(shù)運算若初、末動量不在同一直線上，則運算遵循平行四邊形定則2021/8/11 星期三14特別提醒：動量和動能的區(qū)別與聯(lián)系體現(xiàn)在兩個方面(1)動量是矢量，動能是標量當某一物體的速度變化時，物體的動量一定發(fā)生變化，而物體的動能不一定發(fā)生變化2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀)1(2020年溫州高二檢測)下列關(guān)于動量的說法中，正確的是()A物體的動量改變，其速度

7、大小一定改變B物體的動量改變，其速度方向一定改變C物體運動速度的大小不變，其動量一定不變D物體的運動狀態(tài)改變，其動量一定改變2021/8/11 星期三17解析：選D.動量是矢量，有大小也有方向，動量改變是指動量大小或方向的改變，而動量的大小與質(zhì)量和速度兩個因素有關(guān)，其方向與速度的方向相同，質(zhì)量一定的物體當速度的大小或方向有一個因素發(fā)生變化時，動量就發(fā)生變化，故A、B、C錯，物體運動狀態(tài)改變是指速度大小或方向的改變，故D正確2021/8/11 星期三18二、對沖量的理解和計算1沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時間累積效應(yīng)，與時間t相對應(yīng)2沖量是矢量，在作用時間內(nèi)力的方向不變時，沖量的方向

8、與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體動量變化量的方向相同2021/8/11 星期三193沖量的計算(1)某個力的沖量：僅由力與作用時間共同決定，與其他力是否存在及物體的運動狀態(tài)無關(guān)，例如一個物體受幾個恒力作用處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，其中每一個力的沖量均不為零(2)求合沖量如果是一維情形，可以化為代數(shù)和，如果不在一條直線上，求合沖量遵循平行四邊形定則或用正交分解法求出2021/8/11 星期三20兩種方法：可分別求每一個力的沖量，再求各沖量的矢量和，I合F1t1F2t2F3t3；如果各力的作用時間相同，也可以先求合力，再用I合F合t求解(3)變力的沖量可用動量定

9、理求解特別提醒：沖量的計算公式IFt 適用于計算某個恒力的沖量，這時沖量的數(shù)值等于力與作用時間的乘積，沖量的方向與恒力方向一致若力為同一方向均勻變化的力，該力的沖量可以用平均力計算，若力為一般變力則不能直接計算沖量2021/8/11 星期三21即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀)2(2020年金華高二月考)對于力的沖量的說法，正確的是()A力越大，力的沖量就越大B作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大CF1與其作用時間t1的乘積F1t1等于F2與其作用時間t2的乘積F2t2，則這兩個沖量相同D靜置于地面的物體受到水平推力F的作用，經(jīng)時間t物體仍靜止，由此推力的沖量為零2021/8/11 星期三22

10、解析：選B.力的沖量IFt與力和時間兩個因素有關(guān)，力大而作用時間短，沖量不一定大，A錯B對，沖量是矢量，有大小也有方向，沖量相同是指大小和方向都相同，C錯，沖量的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，D錯，因此選B.2021/8/11 星期三23三、動量定理的理解及應(yīng)用1對動量定理的理解(1)動量定理反映了合外力沖量與動量改變量之間的因果關(guān)系，即合外力的沖量是原因，物體的動量改變量是結(jié)果(2)動量定理表達式是矢量式，“”包含了大小相等、方向相同兩方面的含義2021/8/11 星期三24(3)動量定理中的沖量是合外力的沖量，而不是某一個力的沖量，它可以是合力的沖量，可以是各力沖量的矢量和，也可以是外力在不同

11、階段的矢量和(4)動量定理具有普遍性，不論物體的運動軌跡是直線還是曲線，不論作用力是恒力還是變力，幾個力的作用時間不論是相同還是不同，動量定理都適用2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26(2)應(yīng)用動量定理的解題步驟確定研究對象，研究對象可以是一個物體，也可以是兩個以上的物體組成的系統(tǒng) 確定應(yīng)用動量定理的物理過程，即確定在哪一段時間內(nèi)應(yīng)用動量定理 分析運動過程中的受力情況，給出外力沖量的矢量和的表達式分析運動過程始末的動量，并由所定正方向?qū)懗鲈隽康谋磉_式列出動量定理方程并求解2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28(2)區(qū)別：兩者反映的對應(yīng)關(guān)系不同，牛頓

12、第二定律是反映力和加速度之間的瞬時對應(yīng)關(guān)系；而動量定理是反映在某段運動過程中力的時間積累(沖量)與該過程初、末狀態(tài)物體的動量變化之間的對應(yīng)關(guān)系兩者的適用范圍不同，牛頓第二定律只適用于宏觀物體的低速運動，對高速運動的物體和微觀粒子不適用，而動量定理卻是普遍適用的2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31課堂互動講練類型一動量及動量的變化量的計算例1 將質(zhì)量為0.10 kg的小球從離地面4.0 m高處豎直向上拋出，拋出時的初速度為8.0 m/s，求：(g取10 m/s2)(1)小球落地時的動量；(2)小球從拋出至落地的過程中動量的變化量2021/8/

13、11 星期三322021/8/11 星期三33(2)以小球初速度的方向為正方向，則小球的初動量為：pmv00.8 kgm/s小球的末動量為：pmvt1.2 kgm/s小球動量的變化量為：ppp(1.20.8) kgm/s2.0 kgm/s，負號表示方向豎直向下2021/8/11 星期三34【答案】(1)1.2 kgm/s，方向豎直向下(2)2.0 kgm/s，方向豎直向下【方法總結(jié)】動量是矢量，動量的變化量也是矢量，計算在同一直線上動量的變化量時，一定要注意正方向的選定通常取初速度方向為正方向，代入數(shù)據(jù)計算時，切不可丟掉表示方向的正、負號2021/8/11 星期三35 如圖111所示，在傾角3

14、7的斜面上，有一質(zhì)量為5 kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù) 0.2，求物體下滑 2 s的時間內(nèi)，物體所受各力的沖量(g 取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)類型二沖量的分析及計算例22021/8/11 星期三36【精講精析】重力的沖量：IGGtmgt5102Ns100 Ns ，方向豎直向下支持力的沖量：INNtmgcost5100.82 Ns80 Ns，方向垂直于斜面向上摩擦力的沖量：Ifftmgcost0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上【答案】見精講精析2021/8/11 星期三37【方法總結(jié)】沖量的計算關(guān)鍵是兩點(1)若力F為恒力時，可直接

15、用公式 IFt 或 I合F合t計算(2)若力F為變力，可通過平均力的轉(zhuǎn)換或動量定理計算2021/8/11 星期三38類型三動量定理的應(yīng)用 蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目一個質(zhì)量為60 kg 的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面 5.0 m高處已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2 s. 若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小(取 g 10 m/s2) 例32021/8/11 星期三39【思路點撥】整個過程可分為自由下落、與網(wǎng)接觸和豎直上拋三個階段，分析自由下落和豎直上拋可求得與網(wǎng)接觸前后的兩個速度，再對運動員與網(wǎng)接觸的過程，應(yīng)用動量定理求出網(wǎng)對運動員的作用力2021/8/11 星期三40圖1122021/8/11 星期三412021/8/11 星期三422021