【课件】动量+动量定理高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、第一章 动量守恒定律1.动量 2.动量定理教学目标CONTENT010203理解动量的概念明确探究碰撞中的不变量的基本思路理解动量定理的确切含义及其表达式；会运用动量定理解决实际问题两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接台球由于碰撞而改变运动状态1.这些物体间碰撞，是否遵循相同的物理规律？2.碰撞现象会不会有什么物理量保持不变？新课引入质量相同小球的碰撞用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。可以看到，碰撞后A球停止运动，B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。为什么会发生这样的现象呢？从实验的现象似乎可以得出：碰撞

2、后，A球的速度大小不变地“传给”了B球。这意味着，碰撞前后，两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？实验探究质量不同小球的碰撞如图，将上面实验中的A球换成大小相同的C球，使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。从实验的现象似乎可以得出：碰撞前后，两球速度之和并不是不变的，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。其中“碰撞前”是指即将发生碰撞的那一时刻，“碰撞后”是指碰撞刚结束的那一时刻。演示质量相同的钢球碰撞质量相差较多的钢球碰撞演示结论：以上现象说明两球碰撞后，速度发生

3、了变化，当两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同（碰撞过程中，速度的变化与质量的大小有关）。猜想1：两个物体碰撞前后动能之和不变，所以质量小的球速度大；猜想2：两个物体碰撞前后速度与质量的乘积之和可能是不变的也许还有实验方案一、寻求碰撞中的不变量一1.请你根据表中的数据，计算两辆小车碰撞前后的动能，比较动能之和是否不变。2.计算两辆小车碰撞前后的质量与速度的乘积，比较它们的和是否不变。对于发生碰撞的两个物体来说，他们的“mv”的矢量和在碰撞前后很可能是保持不变的，对于各种形式的碰撞都是这样的。实验结论1.定义：在物理学中，把物体的质量和速度的乘积 mv 叫做物体的动量，用p 表示为 p

4、=mv3.对动量的理解（1）矢量性：方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同。（2）瞬时性：是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。（3）相对性：与参考系的选择有关，一般以地球为参考系。速度 v 为物体的对地速度。动量二知能提升2.单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kgm/s。动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与v的方向相同；4.动量的变化（p）（1）定义：物体的末动量p与初动量p矢量差叫做物体动量的变化。（2）表达式：p=p-p p=mv-mv=mv 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量。pp（3）同一直线上动量变化的运算：ppppppp p pp p

5、p p（4）不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形定则：三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端。pp p ppp1.动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。2.动量是矢量，动能是标量。动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化。3.定量关系动量发生变化速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能不变规律总结动量和动能试讨论以下几种运动的动量和动能变化情况：物体做匀速直线运动物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变，动能不变。动量方向不变，大小随时间推移而增大，动能随着时间推移而增

6、大。动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大，动能增大。动量方向时刻改变，大小不变，动能不变。Gv0GvOvvvO思考讨论两个物体碰撞时，彼此间会受到力的作用，以上生活中的实例中，轮胎、泡沫、衬垫起到了什么作用？一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢？问题引入 情景2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号是Ns3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同.4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应.冲量三知能提升这里说的“力的冲量”指的是合力的冲量，或者是各个力的冲量矢量和。动量定理四知能提升t0F0FtO （1）求某个恒力的冲量：如图所示，该

7、力在时间t=t2-t1内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的“面积”。用该力和力的作用时间的乘积。冲量的计算规律方法（2）求合冲量的两种方法：（3）求变力的冲量：若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量。若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量。鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在泡沫塑料垫上，鸡蛋没被打破；第二次落在地板上，鸡蛋被打破，这是为什么？泡沫塑料垫地板动量定理的应用五知能提升问题与思考举例说明生活中还有哪些现象利用了动量定理？码头上旧轮胎汽车上安全气囊带气垫的运动鞋小猫从高处下落时，为什么常常会屈膝着地？ppp例1.一个质量是 0.1kg的钢球，以6m/

8、s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以 6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如何？规定正方向典例精析解：取水平向右为正方向，设碰撞前后钢球的动量分别为p、p，碰撞前后钢球的动量变化为负号表示p 的方向与正方向相反，即碰撞前后钢球动量改变的大小为1.2kgm/s,方向水平向左。例2.一个质量为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。设球棒与垒球的作用时间t=0.002s，球棒对垒球的平均作用力是多大?分析：球棒对垒球的作用力是变力，力的作用时间很短。在这个短时间内，力

9、先是急剧增大，然后又急剧的减小为0，在冲击、碰撞这类问题中，相互作用的时间很短，力的变化都具有这个特点。动量定理适用于变力作用的过程，因此，可以用动量定理计算棒对垒球的平均作用力。典例分析解：沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴，垒球的初动量为p=mv=0.1825kg.m/s=4.5kg.m/s垒球的末动量为由动量定理知垒球所受的平均力为垒球所受的平均作用力的大小为6300N，符号表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。运用动量定理解题的一般步骤4.根据动量定理列方程求解。1.确定研究对象2.对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间；3.分析过程，找出物体的初末状态

10、并确定相应的动量；规律方法一、寻求碰撞中的不变量二、动量三、动量和动能的区别与联系定义：p=mv对动量的理解动量的变化课堂小结四、冲量五、动量定理六、动量定理的应用内容对动量的理解1.关于动量的变化，下列说法正确的是（）A.在直线运动中，物体的速度增大时，动量的增量p的方向和运动方向相同B.在直线运动中，物体的速度减小时，动量的增量p 的方向和运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的增量p 为零D.物体做曲线运动时，动量的增量p 一定不为零ABD跟踪练习2(多选)在任何相等时间内，物体动量的变化量总是相等的运动可能是()A匀速圆周运动B匀变速直线运动C自由落体运动 D平抛运动解析：物体做匀

11、变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变由动量定理可知，它们在任何相等时间内的动量变化量总相等，而物体做匀速圆周运动合外力是变力，故B、C、D均正确，A错误BCD3(多选)对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是()A物体的动量发生变化，其动能一定变化B物体的动量发生变化，其动能不一定变化C物体的动能发生变化，其动量一定变化D物体的动能发生变化，其动量不一定变化解析：当质量不变的物体的动量发生变化时，可以是速度的大小发生变化，也可以是速度的方向发生变化，还可以是速度的大小和方向都发生变化当物体的速度方向发生变化而速度的大小不变时，物体的动量(矢量)发生变化，但动能(标量)并不发

12、生变化，选项A错误、B正确当质量不变的物体的动能发生变化时，必定是其速度的大小发生了变化，而无论其速度方向是否变化，物体的动量必定发生变化，选项C正确、D错误BC4质量为0.5kg的物体，运动速度为3m/s，它在一个变力作用下速度变为7m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为()A5kgm/s，方向与原运动方向相反B5kgm/s，方向与原运动方向相同C2kgm/s，方向与原运动方向相反D2kgm/s，方向与原运动方向相同解析：以原来的运动方向为正方向，动量的变化量p(7)0.5 kgm/s30.5kgm/s5kgm/s，负号表示p的方向与原方向相反.A5.假设与国航波音737相撞

13、的这只飞鸟的质量为1kg，以20m/s的速度，水平迎面撞上速度为720km/h的波音737飞机并粘在飞机上，而飞机并没有因为与鸟相撞而立即改变速度。试求，这只疯狂的小鸟撞上航天飞机前后的动量的改变？解：取飞鸟运动的方向为正方向碰撞前：p0mv020kgm/s碰撞后：vt720km/h200m/spmv200kgm/sppp0220kgm/s方向与飞鸟飞行的方向相反6.关于冲量，下列说法正确的是（）A.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.动量越大的物体收到的冲量越大D.冲量的方向就是物体受力的方向A7.把重物 G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着物体一起

14、运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说法是()A.在缓慢拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力大B.在迅速拉动纸带时，纸带给物体的摩擦力小C.在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D.在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小CD8.恒力 F 作用在质量为 m 的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间 t，下列说法正确的是（）A拉力 F 对物体的冲量大小为零B拉力 F 对物体的冲量大小为 FtC拉力 F 对物体的冲量大小是 Ft cosD合力对物体的冲量大小为零BD9.(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是(

15、)A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地 上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长CD10.质量为1kg的物体做直线运动，其速度时间图象如图所示.则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是()A.10Ns,10NsB.10Ns，10NsC.0,10NsD.0，10Ns解析：由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1p25kgm/s，由动量定理知I10；在后10 s内末状态的动量p35 kgm/s，由动量定理得I2p3p210Ns，故正确答案为D.D本节内容结束