【物理】2023-2024學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第一冊(cè) 動(dòng)量和動(dòng)量定理（二）課件

1.1動(dòng)量和動(dòng)量定理（二）第1章動(dòng)量及其守恒定律1.理解沖量的概念，知道沖量是矢量，會(huì)計(jì)算某力的沖量。2.理解動(dòng)量定理的確切含義及其表達(dá)式，會(huì)運(yùn)用動(dòng)量定理解決實(shí)際問題。3.會(huì)用動(dòng)量定理解釋碰撞、緩沖等生活的現(xiàn)象。學(xué)習(xí)目標(biāo)上述兩幅圖均發(fā)生了碰撞，安全氣囊、海綿墊如何起到保護(hù)的作用？緩沖

Δp=mΔv

動(dòng)量的變化與速度的變化有關(guān)；所以，動(dòng)量的變化量與物體的受力情況和力的作用時(shí)間有關(guān)。例如：火車啟動(dòng)時(shí)，若牽引力小，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到正常的行駛速度；若牽引力大，需要較短的時(shí)間就能達(dá)到相同的行駛速度。Δv=at速度的變化量與加速度和時(shí)間有關(guān)；物理情景1：設(shè)一質(zhì)量為m的物體，初速度為v1，在合力恒為F的力的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間t，速度變?yōu)関2，如圖所示：求動(dòng)量的變化表明動(dòng)量的變化與力的作用對(duì)時(shí)間的積累效果有關(guān)。則有：即：力是產(chǎn)生加速度的原因，力也稱作動(dòng)量變化率。v1v2由牛頓第二定律：物體的加速度：沖量情景2：假設(shè)在拉力F和阻力f的共同作用下，質(zhì)量為m的物塊的速度由v1變?yōu)関2

，已知兩力作用的時(shí)間為t，試求物塊的動(dòng)量變化沖量動(dòng)量變化力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量，用符號(hào)I表示。單位：?！っ?N·s)①?zèng)_量是矢量，方向與力方向相同（適用于恒力）。②沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間累積效應(yīng)。I=Ft一、沖量F-t圖像面積意義：反映了力對(duì)物體沖量，且有正負(fù)之分。t/s43210246108F沖量功區(qū)別意義公式單位標(biāo)、矢量正負(fù)作用效果聯(lián)系力在時(shí)間上的累積,對(duì)應(yīng)一段時(shí)間，在F-t圖像中可以用面積表示改變物體的動(dòng)量改變物體的動(dòng)能W=FxcosθI=Ft力在位移上累積，對(duì)應(yīng)一段位移，在F-x圖像中可以用面積表示N·sN·m（J）矢量標(biāo)量正負(fù)表示方向正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功有力作用，一定有沖量；不一定做功(1)某個(gè)力的沖量。僅由該力的大小和該力的作用時(shí)間決定，與是否受其他力及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。(2)合力的沖量。①先計(jì)算各個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；②先計(jì)算合力，再求合力的沖量。恒力沖量的計(jì)算方法例1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成

角的拉力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t速度達(dá)到v，在這段時(shí)間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是(

)A．Ft，0B．Ftcos

,

0C．mv,

0D．Ft,

mgtF

vmgD例2.質(zhì)量m=2kg的物體，在

=37°的光滑斜面的頂端由靜止滑下，已知斜面的長(zhǎng)為s=12m，g=10m/s2，物體由斜面的頂端下滑到底端的過程中.求：(1)物體所受各個(gè)力各自的沖量？(2)合力的沖量？GN(1)重力的沖量：IG=mgt=40N·s，方向豎直向下支持力的沖量：IN=N·t=mgcos

·t=32N·s，方向垂直斜面向上

(2)合外力的沖量：I合=mgsin

·t=24N·s，方向沿斜面向下合力沖量：I=F1t1＋F2t2＋·····；I

合=F合·Δt

對(duì)于方向不變、大小隨時(shí)間均勻變化的變力，沖量也可用I=F(t′-t)計(jì)算，但式中的F應(yīng)為Δt時(shí)間內(nèi)的平均力，即F-t圖像面積法：F-t圖線與t軸所圍的面積等于力F沖量的數(shù)值。上方面積取正值，表示正向沖量；下方面積為負(fù)值，代表反向沖量.總沖量為I總=S1+S2+......變力沖量的計(jì)算方法物體在一過程中所受合外力的沖量等于該物體在此過程中動(dòng)量的變化量，這稱為動(dòng)量定理。作用于物體上的合外力等于物體動(dòng)量的變化率。這是牛頓第二定律的另一種表述。在變力的作用下，動(dòng)量定理仍然成立。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；變力的沖量方向與動(dòng)量的變化量方向相同。二、動(dòng)量定理例3.一個(gè)質(zhì)量為60kg的男孩從高處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s2.

(1)

若男孩落地時(shí)屈膝，用了1s停下來，則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力是多大？解：以豎直向上為正向。由題意可知：m=60kg，v1=-5m/s，v2=0(1)t1=1s，由動(dòng)量定理得，方向豎直向上例3.一個(gè)質(zhì)量為60kg的男孩從高處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s2.

(2)若男孩落地時(shí)沒有屈膝，只用了0.1s就停下來，則落地時(shí)地面對(duì)他的平均作用力又是多大？(2)t2=0.1s，由動(dòng)量定理得，方向豎直向上兩種落地方式中，動(dòng)量的變化量相同，但所經(jīng)歷時(shí)間不同。作用時(shí)間越短，地面對(duì)人的平均作用力越大。由動(dòng)量定理：物體間的相互作用力與物體動(dòng)量的變化和作用時(shí)間有關(guān)。①增大物體的動(dòng)量變化量、縮短作用時(shí)間來增大相互作用力。，三、碰撞與緩沖的實(shí)例分析②減小物體的動(dòng)量變化量、增加作用時(shí)間來減小相互作用力。驗(yàn)證動(dòng)量定理我們可用DIS實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證在變力作用下的動(dòng)量定理。如圖1-10，將力傳感器、光電傳感器接入電