動量定理課件高二上學(xué)期物理粵教版(2019)選擇性

by甘騰勝@20221201新粵教版(2019)高中物理選擇性必修第一冊第一章1.2動量定理新課引入生活中的場景這些場景中的墊子、沙坑、輪胎有什么共同的作用？共同的作用都是為了緩沖跳高比賽跳遠比賽懸掛輪胎的游船準備靠岸新課引入生活中的場景在這些場景中，我們還希望緩沖嗎？錘子釘釘子棒球比賽高爾夫球比賽思考與討論（1）在以上兩類場景中，為什么效果會不同呢？（2）在以上兩類場景中，每一種情景中人或物體的受力與各自的動量變化有怎樣的關(guān)系呢？F作用了時間t情景分析如圖所示，光滑水平面上一個物體的質(zhì)量為m，初速度為v0，在恒定合力F的作用下，經(jīng)過一段時間t，速度變?yōu)関t。【思考問題】（1）物體做什么運動？（2）物體所受恒力在時間t內(nèi)的的沖量是多少？（3）物體在時間t內(nèi)動量變化了多少？（4）物體所受合力的沖量和動量變化之間有什么關(guān)系？Ft=mvt-mv0，即：I合=Δp類比學(xué)習(xí)高一物理我們曾經(jīng)學(xué)過類似的知識，假定一個質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做勻變速直線運動，初始時刻物體的速度為v0，經(jīng)過一段位移s，它的速度為vt。F作用了位移s當時，我們經(jīng)過推導(dǎo)得到的是：

類比學(xué)習(xí)類比一下我們發(fā)現(xiàn)有驚人的相似性呢功（W=Fs）：力對空間的積累沖量（I=Ft）：力對時間的積累高一物理時，我們把“合外力對物體所做的功，等于物體動能的變化量（即W合=ΔEk）”這樣一個結(jié)論叫作動能定理。經(jīng)過推導(dǎo)，我們發(fā)現(xiàn)“合外力對物體的沖量，等于物體動量的變化量（即I合=Δp）”，這個結(jié)論我們把它叫做什么呢？動量定理1、內(nèi)容：物體所受合力的沖量等于物體動量的改變量。2、表達式：

或3、理解：①合力可以是恒力，也可以是隨時間的變化的變力；②動量定理是表達式是矢量表達式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義；③動量定理的研究對象可以是一個物體，也可以是由幾個物體組成的系統(tǒng)；④如果物體的運動過程分幾個階段，則既可以分階段用動量定理，也可以對全過程用動量定理。⑤優(yōu)點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。⑥合外力的沖量是原因，物體的動量變化量是結(jié)果。動量定理物體在碰撞過程中受到的作用力往往不是恒力，物體不做勻變速運動。我們可以把碰撞過程細分為很多短暫過程，每個短暫過程中物體所受的力沒有很大的變化，這樣對于每個短暫過程就能夠?qū)⑺艿牧闯珊懔Α０褢?yīng)用于每個短暫過程的關(guān)系式相加，就得到整個過程的動量定理。所以，動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力。動量定理具有普遍性，即不論物體的運動軌跡是直線還是曲線，作用力不論是恒力還是變力，幾個力作用的時間不論是相同還是不同，動量定理都適用。區(qū)別力在時間上的積累力在空間上的積累矢量式標量式聯(lián)系都由牛頓第二定律推導(dǎo)得出動量定理和動能定理的關(guān)系動量定理動能定理動量定理的應(yīng)用跳高比賽跳遠比賽懸掛輪胎的游船準備靠岸這些場景中的墊子、沙坑、輪胎的緩沖為什么可以保護好人和船不受到太大力的作用？想一想動量定理的應(yīng)用這些場景中為什么物體可以獲得更大的作用力呢？想一想錘子釘釘子棒球比賽高爾夫球比賽動量定理的應(yīng)用我們生活中是不是還會用到這些物品，主要作用是什么？它的原理是什么？想一想手機殼雞蛋托泡沫網(wǎng)動量定理的應(yīng)用【例1】一輛質(zhì)量為2200kg的汽車正在以90km/h的速度勻速行駛。突然前方出現(xiàn)復(fù)雜路況，如果駕駛員馬上輕踩剎車逐漸制動，汽車在21s內(nèi)停下；如果駕駛員馬上急踩剎車緊急制動，可在3.8s內(nèi)使車停下。求這兩種情況下使汽車停下的平均作用力大小?！?03N請用牛頓第二定律解例題，歸納它們之間的聯(lián)系與區(qū)別。×104N動量定理與牛頓第二定律的比較2、區(qū)別：牛頓第二定律反映力與加速度之間的瞬間對應(yīng)關(guān)系；動量定理反映了力作用一段時間的過程中，合外力的沖量與動量變化量間的關(guān)系。1、聯(lián)系：合外力等于動量的變化率動量定理的應(yīng)用【例2】，則錘子對釘子平均打擊力的大小是多少？（2）若錘子捶打和反彈的速度不變，錘子和釘子接觸時間也不變，改用一個質(zhì)量為0.4kg的錘子捶打，則錘子對釘子平均打擊力的大小是多少？（3）若錘子捶打速度的大小變?yōu)?0m/s，反彈速度不變，錘子與釘子接觸時間也不變，錘子的質(zhì)量為0.2kg，則錘子對釘子平均打擊力的大小是多少？（1）14N（2）28N（3）24N用重錘快速得捶打釘子更容易將釘子釘入墻內(nèi)。動量定理的應(yīng)用【例3】（1）飛鳥的質(zhì)量為1kg，飛鳥的速度大小為20m/s，飛機的速度大小為200m/s，飛鳥與飛機迎面撞擊時間為0.01s，請估算飛機受到飛鳥撞擊力。（2）假設(shè)從20層高樓樓頂（每層樓高約3m）落下一個質(zhì)量為0.1kg的蘋果，蘋果落到樓下地面時與地面相撞，撞擊時間為0.1s。請估算蘋果撞擊地面的平均撞擊力約為多大？（1）22000N（2）動量定理的應(yīng)用小結(jié)運用動量定理解題的一般步驟：1、確定研究對象：一般為單個物體；2、明確物理過程：受力分析，求出合外力的沖量；3、明確研究對象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動量；4、選定正方向，確定在物理過程中研究對象的動量的變化；5、根據(jù)動量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。動量定理的應(yīng)用【練1】(單)中國CNCAP（汽車碰撞實驗）是檢驗汽車安全性能的重要標準，其中一項稱為40%ODB正面碰撞檢驗：汽車速度為64km/h，迎面碰到可潰障礙物上并停下來。某次測試中，駕駛座假人甲系著安全帶，副駕駛座假人乙沒有系安全帶，但其前方固定著一豎直擋板，假人質(zhì)量均為50kg，碰撞時間為0.05s，假人與安全帶的作用時間為0.2s，碰撞過程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比為A．1:4 B．4:1 C．2:5 D．5:2A動量定理的應(yīng)用【練2】(單)下列運動中，在任意相等的時間內(nèi)，物體動量的變化量不相同的是A．平拋運動

B．豎直上拋運動

C．勻速圓周運動

D．任意的勻變速直線運動C動量定理的應(yīng)用【練3】(單)如圖所示，鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當以速度v抽出紙帶后，鐵塊掉在地上的P點，若以2v的速度抽出紙條，則鐵塊落地點為A．仍在P點

B．P點左邊

C．P點右邊不遠處

D．P點右邊原水平位移兩倍處B動量定理的應(yīng)用【練4】(單)隨著手機逐漸走進每個人的生活，有些人喜歡躺著看手機，偶爾會出現(xiàn)手機滑落砸到臉的情況。若某手機（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量為200g，從距人臉上方約20cm的高度無初速掉落，砸到臉后經(jīng)0.1s手機停止運動。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2，下列分析正確的是A．臉受到的平均撞擊力大小約為10N B．臉受到的平均撞擊力大小約為3NC．全過程手機重力的沖量大小約為0.2N·s D．全過程手機重力的沖量大小約為0.6N·sD動量定理的應(yīng)用【練5】(多)如圖所示，一個鋼珠自空中自由下落，然后陷入沙坑中，不計空氣阻力，把在空中下落的過程為過程I，進入沙坑直到停止的過程為過程II，則A．過程II中鋼珠動量的改變量等于零B．過程II中阻力沖量的大小等于過程I中重力沖量的大小C．整個過程中合外力的總沖量等于零D．過程I中鋼珠動量的改變量等于重力的沖量CD動量定理的應(yīng)用【練6】(單)如圖所示，一彈簧正好處于自然長度，另一質(zhì)量為m小球自A點（剛好與彈簧相接觸，但無作用力）由靜止開始往下運動，某時刻速度的大小為v，方向向下。經(jīng)時間t，小球的速度方向變?yōu)橄蛏?，大小仍為v。忽略空氣阻力，重力加速度為g，則在該運動過程中小球所受彈簧彈力的沖量A．大小為2mv，方向向上 B．大小為2mv，方向向下C．大小為2mv+mgt，方向向上 D．大小為2mv+mgt，方向向下C動量定理的應(yīng)用【練7】(單)質(zhì)量為1kg的物體做直線運動，其速度圖像如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是A．10N·s，10N·sB．10N·s，-10N·s C．0，10N·sD．0，-10N·sD動量定理的應(yīng)用【練8】(單)甲、乙兩物體分別在恒定的合外力F1和F2的作用下沿同一直線運動，它們的動量隨時間的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)甲在t1時間內(nèi)所受的沖量為I1，乙在t2時間內(nèi)所受的沖量為I2，則下列F、I的關(guān)系正確的是A．F1<F2，I1<I2

B．F1>F2，I1>I2

C．F1>F2，I1=I2

D．F1=F2，I1=I2

C動量定理的應(yīng)用【練9】(單)一質(zhì)點靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加水平外力F，力F隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說法正確的是A．第2s末，質(zhì)點的動量為0B．第2s末，質(zhì)點的動量方向發(fā)生變化C．第4s末，質(zhì)點回到出發(fā)點D．在1~3s時間內(nèi)，力F的沖量為0D動量定理的應(yīng)用【練10】(單)如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時針運動，一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點沖上傳送帶，從此時起到物塊再次回到P點的過程中，下列說法正確的是A.

合力對物塊的沖量大小一定為2mv2

B.

合力對物塊的沖量大小一定為2mv1C.

合力對物塊的沖量大小可能為零

D.

合外力對物塊做的功可能為零D動量定理的應(yīng)用【練11】(單)物體A和B用輕繩相連后掛在輕彈簧下靜止不動，如圖所示，A、B的質(zhì)量分別是m和M，當連接A、B的輕繩突然斷開后，物體A上升經(jīng)過某一位置時速度大小為v，這時物體B的下落速度為u，在這段時間里，彈簧的彈力對物體A的沖量為A．mvB．mv-MuC．mv+MuD．mv+muD動量定理的應(yīng)用【練12】(單)一質(zhì)點做曲線運動，在前一段時間內(nèi)速度大小由v增大到2v，在隨后的一段時間內(nèi)速度大小由2v增大到5v。前后兩段時間內(nèi)，合外力對質(zhì)點做功分別為W1和W2，合外力的沖量大小分別為I1和I2。下列關(guān)系式一定成立的是A．W2=3W1，I2≤3I1B．W2=3W1，I2≥I1C．W2=7W1，I2≤3I1

D．W2=7W1，I2≥I1D動量定理的應(yīng)用【練13】(單)一個水龍頭以垂直于墻面10m/s的速度噴出水柱，水柱的橫截面積為3×10-4m2，水柱垂直沖擊豎直墻壁后變?yōu)樗俣葹榱愕臒o數(shù)小水滴，水的密度為1×103kg/m3，則水柱對墻壁的沖擊力為A．30N B．3N C．15N A動量定理的應(yīng)用小結(jié)流體及其特點：通常液體流、氣體流等被廣義地視為“流體”，質(zhì)量具有連續(xù)性，通常已知密度ρ。流體柱狀模型分析步驟：1、建立“柱狀模型”，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為S；2、微元研究，作用時間Δt內(nèi)的一段柱形流體的長度為Δl，對應(yīng)的質(zhì)量為Δm＝ρSvΔt；3、建立方程，應(yīng)用動量定理研究這段柱狀流體。【思考】(單)為估算池中睡蓮葉面承受出雨撞擊產(chǎn)生的平均壓強，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內(nèi)杯中水上升了45mm．查詢得知，當時雨滴豎直下落速度約為12m/s．據(jù)此估算該壓強約