人教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量守恒定律1 动量说课ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量守恒定律1 动量说课ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了千克米每秒，平行四边形，作用时间，FΔt，kg·ms，N·s，力的方向，p′－p，动量变化量，答案A等内容，欢迎下载使用。
一、寻找碰撞中的不变量1．填一填(1)两球碰撞实验演示①B球与C球质量相等时，C球碰B球后，C球_____，B球可摆到C球拉起时同样的_____。②质量大的C球碰质量小的B球时，碰后B球获得较大的_____，摆起的最大高度大于C球被拉起时的______。③结论：两球碰撞前后的______之和并不相等。
(2)碰撞实验数据分析如图所示，两小车都放在滑轨上，用质量为m1的小车碰撞静止的质量为m2的小车，碰后两辆小车粘在一起运动，测出碰撞前m1的速度v和碰后一起运动的速度v′。①可根据实验数据分析，两车碰撞前后，_____之和并不相等。②可根据实验数据分析，两车碰撞前后，质量与速度的乘积之和基本_____。
2．判一判(1)两球碰撞前后，速度之和一定不等。( )(2)两球碰撞前后，动能之和一定相等。( )(3)两球碰撞前后，质量与速度的乘积之和基本不变。( )3．想一想若滑轨上两小车的质量大小相等，那么两小车碰后粘在一起运动的速度与碰前运动小车的速度存在怎样的大小关系？提示：两车碰后一起运动的速度是碰前运动小车速度的一半。
二、动量与冲量1．填一填(1)动量①定义：物体的______和_____的乘积。②公式：p＝____。③单位：____________，符号：_________。④矢量性：方向与_____的方向相同，运算遵守____________定则。(2)冲量①定义：力与力的_________的乘积。②公式：I＝_____。
③单位：______，符号是____。④矢量性：方向与__________相同。2．判一判(1)动量的方向与物体运动速度方向一定相同。( )(2)冲量是矢量，其方向与力的方向相同。( )(3)力越大，力对物体的冲量越大。( )
3．选一选(1)[多选]下列关于动量的说法中，正确的是(　　)A．物体的动量越大，其惯性也越大B．做匀速圆周运动的物体，其动量不变C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变D．一个物体的运动状态发生变化，它的动量一定改变解析：物体的动量大，质量不一定大，所以惯性不一定大，选项A错误；做匀速圆周运动的物体，速度方向不断变化，所以动量方向不断变化，选项B错误；一个物体速率改变，动量大小一定改变，选项C正确；一个物体运动状态改变，即速度改变，动量一定随之改变，选项D正确。答案：CD
(2)放在水平面上质量为m的物体，用一水平力F推它，作用时间t但物体始终没有移动，则这段时间内F对物体的冲量大小为(　　)A．0　　　　　　　　　　B．FtC．mgt D．无法判断解析：当有力作用在物体上时，经过一段时间的累积，该力就对物体有冲量，不管物体是否运动，按照冲量的定义，F对物体的冲量大小和方向只与F、t有关，大小等于Ft，方向与F相同，B正确。答案：B
(3)应用：①玻璃杯落在地毯上不会破碎。②易碎物品运输时要用柔软材料包装。③跳高时运动员要落在软垫上。④在船舷和码头悬挂一些具有弹性的物体。以上四种情况均是通过______相互作用时间来______相互间的作用力。2．判一判(1)物体所受合外力的冲量的方向与物体动量的方向一定相同。( )(2)若物体在一段时间内，动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。( )(3)玻璃杯落在地毯上不破碎，是因为铺上地毯后可以减小玻璃杯的冲量。( )
3．想一想如图所示，背越式跳高时，为什么在杆下放上厚厚的海绵垫？提示：根据动量定理FΔt＝Δp，动量变化量Δp一定时，作用时间Δt越长，则作用力F越小。厚厚的海绵垫是为了保护运动员免受伤害的，跳高运动员过杆后落在厚厚的海绵垫上与直接落到硬地面上相比较，延长了作用时间，减小了运动员所受的冲击力。
[学透用活]1．动量的性质(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p＝mv表示。(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。
对动量及动量变化量的理解
2．动量变化量(1)表达式：Δp＝p2－p1。(2)矢量性：动量变化量是矢量，与速度变化的方向相同，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。3．动量和动能的比较
[答案]　(1)0.600 kg·m/s，与羽毛球飞来的方向相反　(2)21 J
[易错警示]对动量和动量变化量的两个提醒(1)动量是矢量，比较两个物体的动量时，不能仅比较大小，还要比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等。(2)计算动量变化量时，应利用矢量运算法则进行计算。对于在同一直线上的矢量运算，要注意选取正方向。　　　
[对点练清]1．关于物体的动量，下列说法中正确的是 (　　)A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的加速度不变，其动量一定不变C．动量越大的物体，其速度一定越大D．动量越大的物体，其质量一定越大解析：动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，选项A正确。加速度不变，则物体速度的变化率恒定，物体的速度均匀变化，故其动量也均匀变化，选项B错误。物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同决定，不是只由物体的速度决定的，故物体的动量大，其速度不一定大，选项C错误。物体的动量越大，其质量并不一定越大，故选项D错误。
[学透用活]1．冲量的性质(1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。(2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同。2．冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：该恒力和力的作用时间的乘积。
(2)求合冲量的两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解。(3)求变力的冲量：①若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量。②若给出了力随时间变化的图像，如图所示，可用面积法求变力的冲量。③利用动量定理求解。
[典例2]　如图所示，质量为2 kg的物体沿倾角为30°，高为 5 m 的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g 取10 m/s2，求：(1)重力的冲量；(2)支持力的冲量；(3)合力的冲量。
[对点练清]1．质量为1 kg的物体做直线运动，其速度图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是 (　 )A．10 N·s,10 N·sB．10 N·s，－10 N·sC．0,10 N·sD．0，－10 N·s解析：由图像可知，在前10 s内物体的初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5 kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10 s内物体的末动量p3＝－5 kg·m/s，I2＝p3－p2＝－10 N·s，故选D。
2．拍皮球是大家都喜欢的体育活动，能强身健体。已知皮球质量为m＝0.4 kg，为保证皮球每次与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为h＝1.25 m，小明需每次在球到最高点时拍球，每次拍球作用的距离为s＝0.25 m，使球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v。若不计空气阻力及球的形变，g取10 m/s2，则每次拍球 (　　)A．手给球的冲量为1.6 kg·m/sB．手给球的冲量为2.0 kg·m/sC．人对球做的功为3.2 JD．人对球做的功为2.2 J
3．用电钻给建筑物钻孔，钻头所受的阻力与深度成正比。如图为阻力f与时间t关系的图像，若钻头匀速钻进时第1 s内所受的阻力的冲量为100 N·s，求5 s内阻力的冲量的大小。
答案：2 500 N·s
[学透用活]1．对动量定理的理解(1)适用对象：在中学物理中，动量定理的研究对象通常为单个物体。(2)适用范围：动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。不论是变力还是恒力，不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，动量定理都适用。(3)因果关系：合外力的冲量是原因，物体动量的变化量是结果。冲量反映了力对时间的积累效应，与物体的初、末动量以及某一时刻的动量无必然联系。物体动量变化的方向与合力的冲量的方向相同，物体在某一时刻的动量方向与合力的冲量的方向无必然联系。
2．动量定理的应用(1)定性分析有关现象。①物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小。例如，易碎物品包装箱内为防碎而放置碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物。②作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小。例如，杂耍中，用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂，作用时间很短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，“气功师”才不会受伤害。
(2)定量计算。①应用动量定理可以计算某力或合力的冲量，通常多用于计算变力的冲量。②应用动量定理可以计算某一过程中的平均作用力，通常多用于计算持续作用的变力的平均大小。③应用动量定理可以计算物体的初、末动量，尤其方便处理物体受瞬间冲量的问题。
[易错警示]应用动量定理的四点注意事项(1)明确物体受到冲量作用的结果是导致物体动量的变化。冲量和动量都是矢量，它们的加、减运算都遵循平行四边形定则。(2)列方程前首先要选取正方向，与规定的正方向一致的力或动量取正值，反之取负值，而不能只关注力或动量数值的大小。(3)分析速度时一定要选取同一个参考系，未加说明时一般是选地面为参考系，同一道题目中一般不要选取不同的参考系。(4)公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意是末动量减去初动量。　　　
[对点练清]1．北京冬奥会短道速滑女子3 000 米接力决赛中，获得铜牌。在某次3 000 m接力赛中，我国女子短道速滑队“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 (　　)A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等，方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
解析：由于甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反，因此两个力的冲量大小相等、方向相反，由动量定理可知，两者的动量变化量大小相等、方向相反，选项A错误，B正确；虽然甲、乙之间的相互作用力等大反向，但在作用力作用过程中两人的位移不一定相等，所以做功不一定相等，由动能定理可知，甲、乙动能的变化量也不一定相等，选项C、D错误。答案：B　
2．(2022·重庆高考)在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部 (　　)A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积B．动量大小先增大后减小C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积D．加速度大小先增大后减小
3．质量m＝1 kg的小球从高h1＝20 m处自由下落到软垫上，反弹后竖直上升的最大高度h2＝5 m，小球与软垫接触的时间t＝1 s，不计空气阻力，g＝10 m/s2，以竖直向下为正方向，求：(1)小球与软垫接触前后的动量改变量；(2)接触过程中软垫对小球的平均作用力大小。
落实新课标理念，教材案例最经典。以下内容选自新课标鲁科版的相关内容，供同学们开阔视野，提升素养。一、动量定理在生活中的应用(STSE类问题)[选自鲁科版教材 “例题”]一个质量为60 kg的男孩从高处跳下，以5 m/s的速度竖直落地。取重力加速度g＝10 m/s2。(1)若男孩落地时屈膝(如图)，用了1 s停下来，则落地时地面对他的平均作用力是多大？(2)若男孩落地时没有屈膝，只用了0.1 s就停下来，则落地时地面对他的平均作用力又是多大？
[分析]　男孩刚触地时动量方向竖直向下，一段时间内减小到0，这一过程中地面对脚的作用力是变力。根据动量定理可求出落地时地面对他的平均作用力。
[策略提炼]在碰撞这类问题中，相互作用力会发生变化，可根据动量定理计算变力的平均值。运用动量定理分析问题时，要注意明确研究对象和过程，正确分析受力和运动的初、末状态；注意动量定理是矢量式，需根据矢量运算法则建立方程。　
[讨论]　两种落地方式中，动量的变化量相同，但所经历时间不同。作用时间越短，地面对人的平均作用力越大。因此，人从高处跳下时，为避免受伤，要尽量延长触地后的缓冲时间，以减小地面对人的作用力。由此，你能解释鸡蛋从高处落到软垫上不容易破的原因吗？提示：鸡蛋从高处落到软垫上，与软垫作用时间较长，鸡蛋受到的冲力较小，故不易破裂。
二、动量定理分析流体类平均冲力问题(科学思维)现代切割技术常用的一种“水刀”如图所示。它将水从高压水枪中高速射出，形成很细的水束，用来切割钢板等物体。已知水束的横截面积为S，速度为v，并垂直射向钢板，若水射上钢板后的速度视为0，水的密度为ρ，求水对钢板的平均冲击力。