高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理备课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，力的作用时间，FΔt，动量变化，N·s，动量定理，动量变化量，p′－p，mv′－mv等内容，欢迎下载使用。

1．了解冲量的概念，理解动量定理的内涵。2．知道动量定理适用于变力情况，领会求变力冲量的极限思想。3．能用动量定理解释生产生活中的有关现象，并会应用它解决实际问题。
1.定义______与_________________的乘积叫力的冲量。2．表达式I＝________。3．方向冲量是矢量，冲量的方向与______的方向一致，冲量的方向跟_____________的方向一致。4．冲量的单位在国际单位制中是“_________”， 符号“________”。
『判一判』(1)冲量是矢量，其方向与动量的方向相同。( 　　)(2)力越大，力对物体的冲量越大。( 　　)(3)冲量就是物体的动量。( 　　)
1.内容物体在一个过程中所受力的_________等于它在这个过程始末的______________。2．定义式I＝__________也可以写作：F(t′－t)＝___________。
『判一判』(4)若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。( 　　)(5)碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法增大冲击力的作用时间。( 　　)(6)动量定理中说的“力的冲量”指的是合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和。( 　　)(7)合外力越大，物体的动量变化率越大，动量变化的就越快。( 　　)
『选一选』汽车的安全气囊是用来保护乘客的，使汽车在出现撞击事故时，乘客不致发生致命伤害，关于安全气囊的作用，下列说法正确的是( 　　)A．减小人的动能变化量B．减小人的动量变化量C．减小人的动量变化率D．减小人受到合外力的冲量解析：由于安全气囊增加了人减速到零所用的时间，故可以减小人的动量变化率，也可以说减小人受到的合外力，选项C正确。
1.如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间越短，物体受的力就越______；作用的时间越长，物体受的力就越______。2．如果作用力一定时，作用的时间越长，动量的变化量越______，作用的时间越短，动量的变化量越______。
『想一想』鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被打破。现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同一高度自由落下，落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理。
解析：鸡蛋落地动量变化Δp一定，鸡蛋落到厚泡沫塑料垫上时，作用时间Δt变大，根据动量定理F·Δt＝Δp，可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破。
要点提炼1.对冲量的理解(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。
2．冲量的计算(1)单个力的冲量：利用公式I＝FΔt计算。(2)合力的冲量：①如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。②两种方法：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)变力的冲量：由图可知F－t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间Δt内，力F的冲量的大小。
(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。
典例剖析1.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。
如图所示，将质量为m＝1 kg的小球，从距水平地面高h＝5 m处，以v0＝10 m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：(1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量；(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp。
答案：(1)4 N·s，竖直向下(2)10 N·s，竖直向下
对动量定理的理解和应用
要点提炼1.对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要解决一维运动问题，要注意正方向的规定。
2．动量定理的应用(1)应用动量定理FΔt＝Δp定性解释常见物理现象。由上式可以看出如果保持Δp一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等，由于作用时间短、作用力往往较大。反之，作用时间越长，力F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。
(2)应用I＝Δp求变力的冲量。如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用FΔt求力的冲量，也可以根据物体动量变化量Δp的大小和方向来求出力的冲量。如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用FΔt求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量变化量Δp的大小和方向，以求出变力的冲量。
3．应用动量定理解题的一般步骤(1)选定研究对象，明确运动过程。(2)进行受力分析和运动的初、末状态分析。(3)选定正方向，根据动量定理列方程求解。
典例剖析2．一质量为m＝100 g的小球从h＝0.8 m高处自由下落到一厚软垫上。若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t＝0.2 s，则这段时间内软垫对小球的平均冲力为多少？(g取10 m/s2，不计空气阻力)
如图所示，用0.5 kg的铁锤竖直把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4.0 m/s。如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01 s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多少？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多少？(g取10 m/s2)
答案：(1)200 N，方向竖直向下(2)205 N，方向竖直向下
动量定理和动能定理的比较
动量定理和动能定理都是求解力学问题的重要定理。应用时要特别注意选定研究对象和过程，注重受力情况分析和运动情况分析，灵活运用规律求解。特别注意运用动量定理解题需考虑速度的方向，运用动能定理解题则不需考虑速度的方向。
(多选)如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥沙中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有( )
一、冲量1．关于冲量，下列说法正确的是( 　　)A．合力的冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向与物体运动的方向相同
解析：力作用一段时间便有了冲量，而合力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说合力的冲量使物体的动量发生了变化，A正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量，与物体处于什么状态无关，B错误；物体所受冲量I＝FΔt与物体动量的大小p＝mv无关，C错误；冲量是矢量，其方向与力的方向相同，与物体运动方向无关，D错误。
二、动量定理2．(2023·四川省攀枝花市高二下学期期末)我国天津地标之一“天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景摩天轮。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做轨道半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动，已知当地重力加速度为g，质量为m的乘客从最高点运动到最低点过程中，重力的冲量大小为( 　　)
3.用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止。其速度—时间图像如图所示，且α>β，若拉力F做的功为W1，冲量大小为I1；物体克服摩擦阻力f做的功为W2，摩擦阻力冲量大小为I2。则下列选项正确的是( 　　)A．W1>W2；I1>I2 B．W1I2C．W1解析：功的关系：在0～t2时间内，由动能定理W1－W2＝0得：W1＝W2；冲量的关系：从0～t2时间内，由动量定理I1－I2＝0得：I1＝I2，故D正确。
三、动量定理应用5．(2023·浙江金华高二调研)跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全(如图)，这是由于( 　　)A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小
解析：人跳远从一定高度落下，落地前的速度一定，则初动量相同，落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化量Δp一定，因落在沙坑上作用的时间长，落在水泥地上作用时间短，根据动量定理FΔt＝Δp，t长F小，故D对。
6.如图所示，H是一种安全气囊，内部存有化学物质，当汽车高速前进，受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体，充满气囊，填补在司机与车前挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，防止司机受伤。若某次事故中汽车的速度是35 m/s，司机冲向气囊后经0.2 s停止运动，人体冲向气囊的质量约为40 kg，头部和胸部作用在气囊上的面积约为400 cm2。
求：(1)则在这种情况下，人的头部和胸部受到平均压强为多大？(2)相当于多少个大气压？答案：(1)1.75×105 Pa　(2)相当于1.75个大气压