【課件】動(dòng)量定理高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

教2019版教材6頁~11頁第一章動(dòng)量守恒定律

--動(dòng)量定理1、沖量2導(dǎo)學(xué)探究假設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體在恒定的合外力F作用下，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，經(jīng)過一段時(shí)間Δt后，速度變?yōu)関′，試探究合外力F的表達(dá)式。由牛頓第二定律：加速度表達(dá)式：或合力末動(dòng)量初動(dòng)量沖量1、沖量31.1沖量力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量（I）。它是導(dǎo)致物體動(dòng)量改變的原因。單位：N·s對(duì)沖量的理解：1、沖量是矢量。在力的方向不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的方向相同。2、沖量是過程量：沖量是力作用在物體上的時(shí)間累積效應(yīng)，取決于力和時(shí)間這兩個(gè)因素，所以求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量。1、沖量41.2沖量的計(jì)算思考與討論：根據(jù)圖像求出恒力F0在時(shí)間t內(nèi)的沖量？t0F0FtOI=F0t

若F為變力，如何求其沖量？t/s43210246108F1、沖量51.2沖量的計(jì)算將該段時(shí)間無限分割Ft/s43210246108t/s43210246108Ft/s43210246108F一段時(shí)間內(nèi)的變力近似認(rèn)為物體在每一時(shí)段以受到某一恒力一段時(shí)間內(nèi)的變力的沖量微分求和微元法由圖可知F-t圖線與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的大小表示對(duì)應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。1、沖量6練習(xí)1、判一判：(1)力越大，力對(duì)物體的沖量就越大.(

)(2)用力推物體，但沒有推動(dòng)，則該力對(duì)物體的沖量為零.(

)(3)若物體在一段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量發(fā)生了變化，則物體在這段時(shí)間內(nèi)受到的合外力一定不為零.(

)(4)某人跳遠(yuǎn)時(shí)，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于人跳到沙坑受到的沖量比跳在水泥地上小.(

)√×××1、沖量7練習(xí)2、關(guān)于沖量的概念，以下說法正確的是（）A.作用在兩個(gè)物體上的合力大小不同，但兩個(gè)物體所受的沖量大小可能相同B.作用在物體上的力的作用時(shí)間很短，物體所受的沖量一定很小C.作用在物體上的力很大，物體所受的沖量一定也很大D.只要力的作用時(shí)間和力的大小的乘積相同，物體所受的沖量一定相同A1、沖量8練習(xí)3、放在水平桌面上的物體質(zhì)量為m,用一個(gè)大小為F的水平推力推它t秒,物體始終不動(dòng),那么t秒內(nèi),推力對(duì)物體的沖量大小是(

)A.F·t B.mg·tC.0 D.無法計(jì)算A1、沖量9練習(xí)4、(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，如圖所示，經(jīng)時(shí)間t，下列說法正確的是(重力加速度為g)（）A.重力對(duì)物體的沖量大小為mgtsinθB.支持力對(duì)物體的沖量大小為零C.摩擦力對(duì)物體的沖量大小為mgtsinθD.合力對(duì)物體的沖量大小為零CD1、沖量101.3沖量與功的比較功沖量定義式意義性質(zhì)特征大?。桑紽t（恒力）W＝Fscosθ（恒力）力對(duì)位移的累積效果力對(duì)時(shí)間的累積效果矢量，正負(fù)表示方向標(biāo)量，正負(fù)表示力對(duì)運(yùn)動(dòng)起促進(jìn)還是阻礙作用過程量，一段位移功為零，沖量不一定為零。一個(gè)力的沖量為零，功一定為零。過程量，對(duì)應(yīng)一段時(shí)間2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用112.1動(dòng)量定理物體在一個(gè)過程中始、末的動(dòng)量的變化量等于它在這個(gè)過程中所受合外力的沖量?；?qū)?dòng)量定理的理解：1、公式中的F是物體所受合外力，動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因。2、動(dòng)量定理的表達(dá)式F·Δt＝mv′－mv是矢量式，等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含義，解題時(shí)注意規(guī)定正方向。3、動(dòng)量的變化率等于物體所受的合力。2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用122.1動(dòng)量定理動(dòng)量定理與牛頓第二定律的比較動(dòng)量定理牛頓第二定律外力作用特點(diǎn)合外力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)合外力的瞬時(shí)效應(yīng)作用效果改變了物體的動(dòng)量使物體產(chǎn)生加速度使用范圍普遍適用低速、宏觀運(yùn)動(dòng)聯(lián)系由Ft＝mv2－mv1可以推導(dǎo)F＝ma，反映了外力作用與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的關(guān)系2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用132.2動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象.①物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大，反之力就越小。②作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長，動(dòng)量變化量越大，反之動(dòng)量變化量就越小。例1、(多選)對(duì)下列幾種物理現(xiàn)象的解釋，正確的是（）A.擊釘時(shí)，不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B.用手接籃球時(shí)，手往往向后縮一下，是為了減小沖量C.易碎品運(yùn)輸時(shí)，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時(shí)間以減小作用力D.在車內(nèi)推車推不動(dòng)，是因?yàn)檐?包括人)所受合外力的沖量為零CD2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用142.2動(dòng)量定理的應(yīng)用(2)應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟.2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用15練習(xí)5、(多選)將質(zhì)量為0.5kg的小球以20m/s的初速度豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2．以下判斷正確的是 ()A．小球從拋出至最高點(diǎn)受到的沖量大小為10N·sB．小球從拋出至落回出發(fā)點(diǎn)動(dòng)量的改變量大小為0C．小球從拋出至落回出發(fā)點(diǎn)受到的沖量大小為0D．小球從拋出至落回出發(fā)點(diǎn)受到的沖量大小為20N·sAD2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用16練習(xí)

C2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用17練習(xí)7、質(zhì)量為0.2kg的小球以6m/s、豎直向下的速度落至水平地面上，再以4m/s的速度反向彈回.取豎直向上為正方向，g取10m/s2.(1)求小球與地面碰撞前后動(dòng)量的變化量；(2)若小球與地面的作用時(shí)間為0.2s，求小球受到地面的平均作用力大小.答案:

(1)2kg·m/s，方向豎直向上(2)12N

2、動(dòng)量定理及其應(yīng)用18練習(xí)8、(多選)一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s.下列說法正確的是（）A.球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1260NB.球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為360NC.球棒對(duì)壘球做的功為126JD.球棒對(duì)壘球做的功為36JAC3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化193.1用動(dòng)量處理多過程問題–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)請(qǐng)同學(xué)們用牛頓第二定律和動(dòng)量定理求解。牛頓第二定律：取向右為正，AB段：BC段：3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化203.1用動(dòng)量處理多過程問題–導(dǎo)學(xué)探究動(dòng)量定理（分段）：取向右為正，AB段：BC段：聯(lián)立解得：動(dòng)量定理（整體）：取向右為正，AC段：得：3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化213.1用動(dòng)量處理多過程問題–知識(shí)深化動(dòng)量定理的適用范圍：1、動(dòng)量定理不但適用于恒力，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、動(dòng)量定理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，將較難的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問題；4、動(dòng)量定理不僅適用于宏觀低速物體，也適用于微觀高速、宏觀高速物體。動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過程，只考慮初末狀態(tài)。3、動(dòng)量定理不僅能處理單一過程，也能處理多過程。在多過程中外力的沖量是各個(gè)力沖量的矢量和。3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化223.1用動(dòng)量處理多過程問題–知識(shí)深化動(dòng)量定理與牛頓第二定律的選用原則：1、在合外力為恒力的情況下，可用牛頓第二定律F＝ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝v0＋at，也可用動(dòng)量定理F·Δt＝mv′－mv，但較牛頓第二定律，動(dòng)量定理適用范圍更廣，且表達(dá)式中只涉及一個(gè)過程量F·Δt及兩個(gè)狀態(tài)量mv′和mv，而過程中的速度怎樣，軌跡怎樣，加速度怎樣，位移怎樣均不必考慮，因此解題時(shí)優(yōu)先選用動(dòng)量定理。2、對(duì)于多過程問題，牛頓第二定律僅能分段使用，求解過程較復(fù)雜，而動(dòng)量定理可用于全過程，不必考慮中間量，使問題求解變得簡(jiǎn)捷。3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化23練習(xí)9、地動(dòng)儀是世界上最早的感知地震裝置，由我國杰出的科學(xué)家張衡在洛陽制成，早于歐洲1700多年。如圖所示，為一現(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（）A3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化24練習(xí)10、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（）A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的6倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍B3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化25練習(xí)11、蹦極是一項(xiàng)刺激的極限運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員將一端固定的彈性長繩綁在腰或踝關(guān)節(jié)處，從幾十米高處跳下（忽略空氣阻力）。在某次蹦極中質(zhì)量為60kg的人在彈性繩繃緊后又經(jīng)過2s人的速度減為零，假設(shè)彈性繩長為45m。下列說法正確的是（g=10m/s2）（）A.繩在繃緊時(shí)對(duì)人的平均作用力大小為750NB.運(yùn)動(dòng)員在向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力的沖量與彈性繩作用力的沖量相同C.運(yùn)動(dòng)員在彈性繩繃緊后動(dòng)量的改變量等于彈性繩的作用力的沖量D.運(yùn)動(dòng)員在向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中重力沖量與彈性繩作用力的沖量大小相同D3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化263.2用動(dòng)量定理處理流體問題1.解答質(zhì)量連續(xù)變動(dòng)的動(dòng)量問題的基本思路(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，如圖所示，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))3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化273.2用動(dòng)量定理處理流體問題2.解答質(zhì)量連續(xù)變動(dòng)的動(dòng)量問題的具體步驟應(yīng)用動(dòng)量定理分析連續(xù)體相互作用問題的方法是微元法，具體步驟為：(1)確定一小段時(shí)間Δt內(nèi)的連續(xù)體為研究對(duì)象；(2)寫出Δt內(nèi)連續(xù)體的質(zhì)量Δm與Δt的關(guān)系式；(3)分析連續(xù)體的受力情況和動(dòng)量變化；(4)應(yīng)用動(dòng)量定理列式、求解.3、動(dòng)量定理專題強(qiáng)化28練習(xí)12、如圖所示，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?求水柱對(duì)煤層的平均沖擊力的大小。(水的密度ρ＝1.0×103

kg/m3，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)對(duì)Δt內(nèi)從水槍中射出來的水Δm：水流沖擊到煤層，速度變?yōu)?，取向右為正，對(duì)此過程有