【公开课】动量定理+课件+-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.

动量定理人教版（2019）物理（选择性必修

第一册）第一章

动量守恒定律目录素养目标01课程导入02新课讲解03总结归纳04课堂练习05正确教育素养目标1.能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式

2.知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义3.知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想4.会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题

网球运动员击球时，球拍的作用力使球的动量发生了变化。在生产生活中，物体动量发生变化的现象随处可见。物体动量的变化与哪些因素有关呢？碰撞产生的效果与碰撞物体的质量和速度都有关正确教育动量定理温故知新加速度是由物体所受的合外力产生的。那么，动量的变化又是什么原因引起的呢？动量的变化由速度的变化导致速度的变化是因为有加速度也是等于合力所做功吗？由动能定理可知：动能的变化是由于合力做功而改变。

如图，一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动，在初始时刻，物体的速度为v1，经过一段时间Δt，它的速度为v2。试推导F、Δt与初动量p1及末动量p2的关系。F∆t=m2

–m1=p2

–p1=∆p

合力末动量初动量加速度：Fv1v2由牛顿第二定律知：tt（1）定义：力和力的作用时间的乘积.（2）定义式：I＝FΔt

.（5）冲量也是矢量，方向由力的方向决定.（3）物理意义：反映了力对时间的累积效应，是过程量.（4）单位：N·s，读作“牛·秒”.冲量变形式：I＝mv1-mv2

（1）内容：物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量的变化量.（2）表达式：I＝mv2－mv1或

Ft＝mv2－mv1动量定理（3）牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，即说明：①公式中的F为物体所受的合外力。

②动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。③适用范围:动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的

变力。

④动量的变化率：F=∆P/∆t

，即等于物体所受合外力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。动量定理用F-t图像求力的冲量：图线与t轴所围的面积表示F在t内的冲量，即可求恒力的冲量。FtFΔt思考：如果力是变力，是否可以用I=F∆t

来求冲量呢？如果不行，那又应该怎么办呢？微元法变力可以应用于动量定理，式中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.Ot/sv/(m/s)Ot/sv/(m/s)t1t2t3t4t5

v1v2v3v4v5提示：将匀变速直线运动看作多个匀速直线运动后以多个匀速直线运动的位移和为匀变速直线运动的位移冲量功区别意义公式单位标、矢量正负作用效果联系改变物体的动量改变物体的动能W=FxcosθI=Ft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）矢量标量正负表示与正方向相同或相反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有什么区别？高一物理时，我们把力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化这样一个结论叫作动能定理。即：经过推导，我们发现力在一个过程中对所受力的冲量，等于物体在这个过程中始末动量变化量，这个结论我们把它叫作什么呢？即：

F∆t=pʹ–p类比一下我们是否发现有惊人的相似性呢？从力学三大观点认识合外力F合力学观点能量观点动量观点牛顿第二定律动能定理动量定理正确教育动量定理的应用动量定理的应用

根据动量定理，我们知道：如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间短，物体受的力就大；作用的时间长，物体受的力就小。原理：FΔt＝ΔpΔp一定，t

短，F

大；t

长，F

小.hh水泥地面海绵垫碎完好为什么水杯落在水泥地面上会摔碎，而落在软垫上却完好无损呢？Δp一定，Δt短则F大，Δt长则F小由FΔt=Δp可知：

水杯从同一高度下落，分别与水泥地面和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中水杯的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与水泥地面碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由FΔt=Δp知，水杯与水泥地面相碰时作用力大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。动量定理的应用动量定理在生活中的应用跳高比赛跳远比赛悬挂轮胎的游船准备靠岸锤子钉钉子棒球比赛你还能想出生活中应用动量定理的例子吗？例题

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(图1.2-4)。若球棒与垒球的作用时间为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，力先是急剧地增大，然后又急剧地减小为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球棒对垒球的平均作用力。

课后练习1.如图1.2-6，一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。现有以下看法：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.物体所受摩擦力的冲量大小为0D.物体所受合力的冲量大小为0你认为这些看法正确吗?请简述你的理由。课后练习解：物体所受恒定拉力F

的冲量方向与拉力的方向相同，故A错误.物体所受拉力F

的冲量大小为F，故B错误.物体所受摩擦力的冲量大小IFf＝Ff·t，而物体保持静止，故Ff＝Fcosθ，则IFf＝Ftcosθ，故C错误.物体所受合力为零，则合力的冲量大小为0，故D正确.课后练习2.体操运动员在落地时总要屈腿(图1.2-7)，这是为什么?解：体操运动员屈腿是为了延长与地面的接触时间，运动员从接触地面至静止的过程中，动量的变化量一定，地面对运动员的力的冲量也一定，力的作用时间长，作用力就会小一些，故落地时屈腿可以减小地面对运动员的冲击力，以防运动员受伤.课后练习3.如图1.2-8，用0.5kg的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为0.01s，g取10m/s2.(1)不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大?(2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大?(3)请你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。课后练习(1)不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大?

课后练习(2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大?

课后练习(3)请你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。解：由动量定理可知，铁锤钉钉子时的打击时间越短，平均作用力越大，铁锤自身重力作用影响越小，可以忽略不计.课后练习4.一个质量为10kg的物体，以10m/s的速度做直线运动，受到一个反向的作用力F，经过4s，速度变为反向2m/s。这个力是多大?

5.一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2。(1)求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。

课后练习(2)求网对运动员的平均作用力大小。

(3)求从自由下落开始到蹦回离水平网面5.0m高处这一过程中运动员所受重力的冲量弹力的冲量。

6.曾经有一则新闻报道，一名4岁儿童从3层高的楼房掉下来，被一名见义勇为的青年接住。请你估算一下，儿童受到的合力的冲量是多大?设儿童与青年之间的相互作用时间为0.1s，则儿童受到的合力的平均值有多大?

根据动量定理，儿童受到的合力的冲量I＝0－mv＝－165N·s，负号表示方向竖直向上.儿童与青年之间的相互作用时间∆t＝0.1s，则儿童所受合力的平均值F＝1650N，方向竖直向上.

①

冲量

定义：I=F∆t.冲量也是矢量，方向由力的方向决定.

②

动量定理

表达式：F∆t=mv2-mv1

或

I=mv2-mv1.12若是恒力的冲量，则冲量的方向与F的方向相同指合力的冲量，或各个力的冲量的矢量和一物体受到方向不变的力F作用，其中力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·s

C．15.5N·s

D．18N·sB答案：B解析：由公式可知在

F-t

图像中，图线与坐标轴的面积为冲量的大小，所以某游乐园有一喷泉,在水泵作用喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的玩偶模型托起,悬停在空中,这一景观可做如下简化,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部。冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,已知玩偶模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。(1)计算玩偶模型在空中悬停时水对冲浪板的冲击力大小(2)求喷泉单位时间内喷出的水的质量;(3)求玩偶模型在空中悬停时,冲浪板的底面相对于喷口的