(第2課時(shí))動(dòng)量定理的應(yīng)用【教材精講精創(chuàng)】 高二物理知識(shí)點(diǎn)精講課件（人教版2019選擇性必修第一冊(cè)）

TheoremofMomentum第一章動(dòng)量守恒定律1.21動(dòng)量定理的應(yīng)用一、動(dòng)量定理I＝F?t1.沖量：物體在一個(gè)過程中所受合外力的沖量等于它在這個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量。

I

=p′-p=?p合2.動(dòng)量定理：(1)不僅適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力；對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；(2)不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題，還可以解決曲線運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問題，簡化較難的計(jì)算問題；(3)不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)問題。3.適用范圍：4.動(dòng)量定理是矢量式，不需要考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。5.合外力的沖量方向與速度變化量的方向一致。用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合例題1.一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒擊打后，反向水平飛回，速度的大小為45m/s。若球棒與壘球的作用時(shí)間為0.002s，球棒對(duì)壘球的平均作用力是多大？一、動(dòng)量定理解：以壘球飛向球棒時(shí)的方向?yàn)檎t壘球的初動(dòng)量為：p＝

mv＝0.18×25kg·m/s＝4.5kg·m/sp′＝

mv′＝－0.18×45kg·m/s＝－8.1kg·m/s則壘球的末動(dòng)量為：由動(dòng)量定理知壘球所受的平均作用力為：負(fù)號(hào)表示力的方向與壘球飛來的方向相反。動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟1.確定研究對(duì)象：一般為單個(gè)物體；4.選定正方向，確定在物理過程中研究對(duì)象的動(dòng)量的變化；5.根據(jù)動(dòng)量定理列方程，統(tǒng)一單位后代入數(shù)據(jù)求解。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(duì)象的初末狀態(tài)及相應(yīng)的動(dòng)量；用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合一、動(dòng)量定理二、動(dòng)量定理的應(yīng)用奧斯卡影帝威爾·史密斯打人我們逐幀分析視頻，發(fā)現(xiàn)史密斯動(dòng)手前后的手形都是巴掌。問：這一巴掌的力度有多大？用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合將幀速率30幀/秒的扇巴掌視頻拖進(jìn)Pr，發(fā)現(xiàn)該巴掌從起手到擊中目標(biāo)共計(jì)4幀畫面，用時(shí)約0.13秒。用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用

我們假設(shè)巴掌做從0開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)目測(cè)求得巴掌的運(yùn)動(dòng)距離，則可以求出巴掌呼到臉上的速度。vtvmaxt≈0.13s0威爾史密斯巴掌在空中的軌跡可近似為一段圓弧l,手臂擺幅α≈90°，臂長h

≈70cm，則：圓弧l=α·h

≈1.1m，

用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合由勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可得：則巴掌到達(dá)臉處瞬間的速度：二、動(dòng)量定理的應(yīng)用這一掌與主持人面部的接觸時(shí)間不到1幀（1/30秒），假設(shè)一掌打完速度為0；

目測(cè)威爾·史密斯體重約為90kg，而正常男生的一只手約占體重的0.33%，則史密斯一只手的質(zhì)量約為0.297kg，確實(shí)下手很重...根據(jù)動(dòng)量定理及牛頓第三定律，得：這比一箱24瓶礦泉水(重約14kg)直接壓在臉上還痛。大概是這么痛：用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用傳接球時(shí)為何不自覺地彎曲手臂？用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用鋪在地上的毛巾可以延長作用時(shí)間，當(dāng)物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，時(shí)間越長，作用力就越小，所以雞蛋不會(huì)摔碎。用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用1.解釋有關(guān)現(xiàn)象越長，一定時(shí)，越短，則F越小。則F越大。一定時(shí)，例題2.

若一個(gè)50g的雞蛋從20m墜下，與地面的撞擊時(shí)間約為0.001s，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為（

）A．10N B．102N C．103N D．104NC思考：若地面平鋪一層海綿，使得撞擊時(shí)間變?yōu)?.1s，沖擊力？10N——緩沖作用用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用例題3.質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好彈性安全帶的保護(hù)使他懸掛起來．已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間是1.5s，安全帶自然長度為5m，g取10m/s2，求安全帶所受的平均沖力的大?。縱0(規(guī)定向下為正方向)F=

1000N解：剛剛伸直最低點(diǎn)用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理多過程問題[導(dǎo)學(xué)探究]在水平恒力F＝30N的作用下，質(zhì)量m＝5kg的物體由靜止開始沿水平面運(yùn)動(dòng)．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，若F作用6s后撤去，撤去F后物體還能向前運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間才停止？(g取10m/s2)用動(dòng)量定理分別從分段及全程兩個(gè)角度進(jìn)行求解．二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理多過程問題[例題1]一現(xiàn)代仿制的地動(dòng)儀，龍口中的銅珠到蟾蜍口的距離為h，當(dāng)感知到地震時(shí)，質(zhì)量為m的銅珠(初速度為零)離開龍口，落入蟾蜍口中，與蟾蜍口碰撞的時(shí)間約為t，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則銅珠對(duì)蟾蜍口產(chǎn)生的沖擊力大小約為（）二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理多過程問題[例題2]某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落1s后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.2s，在著地過程中地面對(duì)他雙腳的平均作用力約為(

)二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理流體問題(1)建立“柱體”模型．對(duì)于流體，可沿流速v的方向選取一段柱形流體，設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面積為S的流體長度

Δl＝v·Δt，如圖，若流體的密度為ρ，那么在這段時(shí)間內(nèi)流過該截面的流體的質(zhì)量為

Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt.(2)運(yùn)用動(dòng)量定理，即流體微元所受的合力的沖量等于微元?jiǎng)恿康脑隽?，即F合Δt＝Δp.

(Δt足夠短時(shí)，重力可忽略不計(jì))二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理流體問題[例題3]水力采煤時(shí)，用水槍在高壓下噴出的強(qiáng)力水柱沖擊煤層．設(shè)水柱直徑為d＝30cm，水速為v＝50m/s.假設(shè)水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱悖笏鶎?duì)煤層的平均沖擊力的大小．(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)二、動(dòng)量定理的應(yīng)用用動(dòng)量定理處理流體問題[例題4]假如有一宇宙飛船，它的正面面積為S＝0.98m2，以v＝2×103m/s的速度進(jìn)入宇宙微粒塵區(qū)，塵區(qū)每1m3空間有一微粒，每一微粒平均質(zhì)量m＝2×10－4g，若要使飛船速度保持不變，飛船的牽引力應(yīng)增加多少？(設(shè)微粒與飛船相碰后附著到飛船上)例題4．一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點(diǎn)．若以2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點(diǎn)為（）A．仍在P點(diǎn)B．在P點(diǎn)左邊C．在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處D．在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處B用解決生活中的實(shí)際問題I

=p′-p合二、動(dòng)量定理的應(yīng)用沖量功區(qū)別公式標(biāo)矢性意義正負(fù)作用效果單位某個(gè)力對(duì)物體有沖量，不一定做功；某個(gè)力對(duì)物體做了功，一定有沖量。N·SI=FtW=Fxcosθ矢量標(biāo)量N·m或（J）力對(duì)時(shí)間的積累,對(duì)應(yīng)一段時(shí)間在F-t圖像中可以用面積表示力對(duì)位移的積累,

對(duì)應(yīng)一段位移在F-x圖像中可以用面積表示正負(fù)表示與正方向相同或相反正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功改變物體的動(dòng)量改變物體的動(dòng)能FtOFtxFOFx三、沖量與功1.如圖，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F作用時(shí)間t后，物體仍保持靜止。以下看法種正確的是（）四、練習(xí)與應(yīng)用教材第10頁A．物體所受拉力F的沖量方向水平向右B．物體所受拉力F的沖量大小是Ftcosθ

C．物體所受摩擦力的沖量大小為0D．物體所受合力的沖量大小為02.如圖，體操運(yùn)動(dòng)員在落地時(shí)總要屈腿，這是為什么？四、練習(xí)與應(yīng)用教材第10頁3.如圖，用0.5kg的鐵錘釘釘子，打擊前鐵錘的速度為4m/s。打擊后鐵錘的速度變?yōu)?，設(shè)打擊時(shí)間為0.01s。（1）不計(jì)鐵錘所受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？（2）考慮鐵錘所受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？（3）你分析一下，在計(jì)算鐵錘釘釘子的平均作用力時(shí)，在什么情況下可以不計(jì)鐵錘所受的重力。四、練習(xí)與應(yīng)用教材第10頁4.一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體，以10m/s的速度做直線運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)反向的作用力F，經(jīng)過4s，速度變?yōu)榉聪?m/s。這個(gè)力是多大？四、練習(xí)與應(yīng)用教材第10頁5.一個(gè)質(zhì)量為60kg的蹦床運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為0.8s，g取10m/s2。（1）求運(yùn)動(dòng)員