粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二节 动量定理教课内容课件ppt

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牛顿第二定律推导动量的变化
设置物理情景：质量为m的物体，在合力F的作用下，经过一段时间t，速度由v 变为v’，如是图所示：
由牛顿第二定律知：
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
动量定理(therem f mmentum)
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。
1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；
2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；
3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同：
合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。
1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；
2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；
3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。
动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
在进行跳高或撑杆跳高比赛时，为什么要放上厚厚的海绵垫子？
当运动员从高处落下时，速度逐渐增大，如果落到地面时与地面发生碰撞，作用时间很短，对人产生很大的冲力，有可能使人受伤。
当人落在厚厚的海绵垫子上时，人从开始接触垫子到最后停止运动经历的时间延长，运动员所受的冲力明显减小，对运动员起到保护作用。
在运输玻璃仪器等一些易碎物品时通常采取什么措施？
为减小碰撞、震动时的冲击力，通常在易碎物品周围垫一些碎纸或棉花等比较柔软的东西。
动量的变化量是一定的， 垫上柔软的东西时，可使作用时间变长， 此时相互作用力便会变小， 故可起到保护作用。
在足球场上，你常看到运动员用头去顶球的现象，试设想如果迎面飞来的不是足球而是一块大石头，他们会用头去顶吗？
动量的变化量是一定的， 飞来的是石头时，由于作用时间变短， 此时相互作用力便会变得很大， 可能会出事故。
用不同的力去骑自行车，要达到同样的速度，是用力大的先达到还是用力小的？
动量的变化量一定， 力大的作用时间短， 故用力大的先达到。
用锤子使劲压钉子，就很难把钉子压入木块中去，如果用锤子以一定的速度敲钉子，钉子就很容易钻入木块，这是为什么？
动量的变化量一定， 敲钉子时，作用时间短， 故作用力大，容易使钉子钻入木块。
杂技表演时，常可看见有人用铁锤猛击放在“大力士”身上的大石块，石裂而人不伤，这又是为什么？
大石块意味它的质量很大：“猛击”表示作用力很大，且作用时间极短；“人未受伤”说明大石块对人身体的压强不大.
建筑工人或蹦极运动员身上绑的安全带是有弹性的橡皮绳还是不易伸长的麻绳？为什么呢？
动量的变化量一定， 延长作用时间，减小作用力， 使人不受伤。
报道1、1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。 报道2、1980年，一架英国的“鸽式”战斗机在威夫士地区上空与一只秃鹰相撞，飞机坠毁，飞行员弹射逃生…… 小小飞禽何以能撞毁飞机这样的庞然大物？
动量的变化量很大， 作用时间极短，故作用力很大， 所以危害很大。
体操运动员在落地时总要屈腿（如图），这是为什么？
体操运动员在着地时，动量的改变量是一个定值，通过屈腿，可以增长作用时间，由动量定理可知，将会减小地面对运动员的作用力，从而使运动员避免受伤。 
分析以上问题的出发点：
由             可知：
动量定理在生活中的应用
船靠岸时边缘上的废旧轮胎
一个质量m=10kg的物体，以v=10m/s的速度做直线运动，受到一个反方向的作用力F（如图所示），经过4s，速度变为反向2m/s。这个力是多大？
取初速度方向为正方向，根据动量定理，有
该力大小为30N,方向与初速度相反
一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力是多大？
方向与垒球飞来的方向相反
1、确定研究对象：一般为单个物体；
4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；
5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。
2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；
3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；
质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？
撞击前，铁锤只受重力作用，机械能守恒，因此
可以求出打击前铁锤的速度v为
撞击前，铁锤受到重力和桩对铁锤竖直向上的冲击力，撞击后铁锤的速度为0.设桩对铁锤的冲击力大小为F,取竖直向上的冲击力大小为F，取竖直向下为正方向，根据动量定理，有
根据牛顿第三定律，铁锤对桩的平均冲击力的大小也为8400N，方向竖直向下
甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。在甲推乙之前，它们的总动量为0；甲推乙后，它们都有了动量，总动量还等于0吗？已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg，甲的速率与乙的速率之比是多大？ 提示：首先考虑甲对乙、乙对甲两个冲量的关系。
因为在光滑冰面上的摩擦力可以忽略，因此可以认为甲、乙两人组成的系统所受外力的矢量和为0，满足动量守恒定律的条件。所以，甲推乙后，他们的总动量仍为0.甲、乙两人各自的动量大小相等、方向相反，矢量和为0 设甲、乙的速度分别为v甲和v乙，取甲的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，有0=m甲v甲+m乙（-v乙）由此解出v甲：v乙=1.1
①动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值； 
②动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题； 
③动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。