1.1动量1.2动量定理课件高二上学期物理人教版选择性

人教版普通高中物理

选择性必修第一册1.1动

量生活中的碰撞现象车辆的碰撞生活中的碰撞现象打台球生活中的碰撞现象打网球碰撞过程中，遵循什么样的物理规律呢？

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。你猜猜碰撞后果是怎样情形？是不是所有的碰撞都有这样的规律呢？质量相同小球的碰撞实验探究：寻求碰撞中的不变量现象：碰撞后A球停止运动而静止,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?你认为碰撞过程什么量是不变的？演示实验2：质量较小的钢球撞击静止的质量大的钢球演示实验3：质量较大的钢球撞击静止的质量小的钢球实验探究：寻求碰撞中的不变量综合这三个实验现象，你认为碰撞过程那些量是不变的？问题：若碰撞过程中存在守恒量的话，你觉得守恒量可能与哪些因素有关？可能与物体的质量和速度有关猜想：1、两个物体碰撞前后可能动能之和不变；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；3、也许还有……

实验探究：寻求碰撞中的不变量

实验验证。

实验如图1.1-2，两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。下表中的数据是某次实验时采集的。

实验探究：寻求碰撞中的不变量m1

是运动小车的质量，m2是静止小车的质量；v是运动小车碰撞前的速度，v′是碰撞后两辆小车的共同速度。问题：碰撞前后总动能是否不变？实验探究：寻求碰撞中的不变量

m1m2vv'10.5190.5190.6280.30720.5190.7180.6560.26530.7180.5190.5720.321Ek1Ek20.1020.0490.1120.0430.1170.064碰撞后的动能小于碰撞前的动能，机械能损失。碰撞前后，速度和质量乘积有什么规律呢？碰撞前后的动能实验探究：寻求碰撞中的不变量碰撞前碰撞后碰撞前碰撞后此实验中两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等，但是质量与速度的乘积之和却基本不变。实验结论：mv这个物理量具有特别的意义动量实验探究：寻求碰撞中的不变量表两辆小车的质量和碰撞前后的速度在物理学中，把物体的质量m和速度v的乘积叫做物体的动量p.在国际单位制中，动量的单位是千克•米每秒(kg•m/s)是状态量，与某一时刻相对应。速度取瞬时速度。1.定义：p=mv3.单位：4.对动量的理解(2)瞬时性:(1)矢量性:矢量，方向由速度方向决定，与该时刻的速度方向相同(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。一、动

量2.定义式：动能动量区别定义物体由于运动而具有的能物体质量与速度的乘积公式Ek＝mv2p＝mv单位焦耳（J）千克米每秒（kg·m/s）标、矢量标量矢量时空对应状态量状态量与V的关联程度v变化（方向），Ek不一定变化v变化，p一定变化联系Ek＝p＝注意：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。5.与动能的关系

1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'

跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即2、动量变化的三种情况：

二、动量的变化量

Δp＝p′－p=mv2-mv1=mΔʋ

注：（1）是过程量，

（2）动量变化量Δp是矢量，方向与Δʋ方向相同。大小变化、方向改变或大小和方向都改变。P′PP′3、同一直线上动量变化的运算：ΔPPΔPP′PΔPvv′4.不同一直线上：（三角形法则）PP′ΔP规定正方向Δp＝p′－p（矢量差）动量的变化量：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端的有向线段例1.一个质量是1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？动能变化了多少。解：规定初速度方向为正方向Δp方向水平向左例2．关于动量，下列说法中正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体，动量不变B．做匀变速直线运动的物体，它的动量一定在改变C．物体的动量变化，动能也一定变化D．甲物体的动量p1=5kg·m/s，乙物体的动量p2=-10kg·m/s，所以p1>p2B例3.如图所示，两个质量相等的小物体A、B分别从同一高度沿倾角不同的两光滑固定斜面上无初速度滑下，在两物体分别下滑到斜面底端时，下列说法中正确的是（）A．两物体的动量相同B．两物体的速度相同C．两物体的动能相同D．两物体动量的变化量相同C

例4.关于动量的变化，下列说法中不正确的是（

）A.做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp的方向与运动方向相同B.做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零D.物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零C

例5.下列关于运动物体的合外力、动能、动量、速度变化的关系，正确的是（

）A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B.物体做变速运动，合外力一定不为零，动量一定变化C.物体的合外力做功为零，它的速度一定不变D.物体的动量变化，它的动能一定也变化B例6.如图所示，轻杆一端固定，另一端连接一个质量为m的小球.小球以速率v在竖直平面内沿顺时针方向匀速转动，取向右为正方向，在小球从最高点运动到最低点的过程中，

小球的动量变化量为________，

动能变化量为________.－2mv0动量定理情景有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。这是为什么呢？一、冲量（I）(1)定义：力与

的乘积。(2)定义式：I＝

。(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的

的物理量，力越大，作用时间越长，冲量就越

。(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是

，符号为

。(5)矢量性：冲量是

(填“矢”或“标”)量。如果力的方向恒定，则冲量的方向与力的方向相同。力的作用时间FΔt累积效应大牛秒N·s矢（6）冲量是过程量，与一段时间或一段过程相对应

针对训练.如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度变为零然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g，在整个过程中，重力对滑块的总冲量为（

）A.mgsinθ(t1＋t2)

B.mgsinθ(t1－t2)C.mg(t1＋t2)

D.0C例1.

如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成

θ角的恒定拉力

F作用时间

t后，物体仍保持静止。下列说法正确的是（

）A.物体所受拉力F的冲量方向水平向右B.物体所受拉力F的冲量大小是FtcosθC.物体所受支持力的冲量大小为0D.物体所受合力的冲量大小为0D合力冲量的两种求法：（1）若合力在时间t内为恒力：（2）合力的冲量等于各分力冲量的矢量和：【变式训练】如图所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝，求物体下滑2s的时间内，物体所受各力的冲量和合力的冲量．(g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8)解：物体沿斜面下滑时：受到重力mg＝50N，方向竖直向下，受到斜面的支持力FN＝mgcosθ＝40N，垂直斜面向上受到摩擦力Ff＝μmgcosθ＝8N，沿斜面向上．合力F＝mgsinθ－μmgcosθ＝22N沿斜面向下重力冲量mg·t＝100N·s，竖直向下支持力冲量FN·t＝80N·s垂直斜面向上摩擦力冲量Ff·t＝16N·s沿斜面向上合力冲量Ft＝44N·s沿斜面向下思考如果一个力随时间不断变化，又该怎样求冲量？我们可以把整个过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体所受的力没有很大的变化，这样该短暂过程中力的冲量就对应图中阴影部分的面积。应用“微元法”的思想可以得出左图中曲边梯形的面积等于力F的冲量大小。例2.

一物体受到方向不变的力

F作用，其中力

F的大小随时间变化的规律如图所示，则力

F在6s内的冲量大小为（

）A.9N·s B.13.5N·sC.15.5N·s D.18N·sB冲量功区别意义公式单位标、矢量正负作用效果？联系力在时间上的累积,对应一段时间在F-t图像中可以用面积表示改变物体的动能W=FxcosθI=Ft力在位移上累积,

对应一段位移在F-x图像中可以用面积表示N·SN·m（J）矢量标量正负表示方向正负表示动力做功或阻力做功有力作用，一定有冲量；不一定做功冲量与功的区分

在光滑水平面上的质量为m的物体在水平恒力F的作用下，经过时间t，速度由v

变为v′.如何推导这几个量之间的关系？可得Ft=mv′-

mv

，解：加速度的定义式:由牛顿第二定律F=ma=,动量定理的推导即Ft=p′-p

二、动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受合力的冲量等于它在这个过程始末的____。(2)表达式：I＝

或F(t′－t)＝

。动量变化量p′－pmv′－mv（3）动量定理的理解：a、力的冲量是物体动量改变的原因b、I为合力的冲量，不是某一个力的冲量。c、矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向。动量定理解释生活现象①△P一定，t短则F大，t长则F小；由Ft=ΔP可知：②t一定，F大则△P大，F小则△P小；③F一定，t长则△P大，t短则△P小。——缓冲装置生活中的应用---缓冲作用码头的废旧轮胎汽车的安全气囊带气垫的运动鞋包装用的泡沫材料安全头盔里的海绵各种运动比赛里的海绵垫生活中的应用---缓冲作用C例4..如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为(

)A．仍在P点B．在P点左边C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处B应用动量定理定量计算的一般步骤：

一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，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0.002s，球棒对垒球平均的作用力是多大？书本例题解：以垒球飞向球棒时的方向为正方向，垒球的初动量为

垒球的末动量为

由动量定理知垒球所受的平均作用力为

垒球所受的平均作用力的大小为6300N，负号表示力的方向与正方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。例5、质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力？解：以向下为正方向安全带刚伸直时，工人的速度安全带缓冲过程，对工人由动量定理得解得方向竖直向上由牛顿第三定律得安全带所受平均冲力为1100N方向竖直向下多过程动量定理问题分段法：全程法：解：