《动量 动量定理》课件

第一章动量守恒定律《动量动量定理》课件①物理观念：理解冲量和动量．掌握动量定理和动量守恒定律．知道动量守恒定律的普适性．定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象．知道火箭的发射利用了反冲现象．②科学思维：通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象．体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然科学的奥妙．③科学探究：通过实验，探究碰撞中的不变量．通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点．④科学态度与责任：制作“水火箭”．收集资料，了解中子的发现过程，讨论动量守恒定律在其中的作用．查阅资料，了解太空物体的碰撞和微观粒子的碰撞等相关信息．观察台球碰撞前后的运动情况，尝试用动量知识定性解释．本章在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上，进行学习．能从理论推导和实验验证的角度，理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解．能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象，解决一维碰撞问题．通过对动量守恒定律等内容的学习，认识到物理规律的内在一致性和适用范围，认识到物理研究是建立在观察和实验基础上的一项创造性工作，在研究中必须坚持实事求是的态度．本章重点①知道动量、冲量等概念；②了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点；③掌握动量定理、动量守恒定律等知识．本章难点①理解冲量和动量；②理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象；③动量守恒定律的实验．1

动量2动量定理学习目标学法指导1．知道动量的概念，知道动量和动量变化量均为矢量，会计算一维情况下的动量变化量2．知道冲量的概念，知道冲量是矢量3．知道动量定理的确切含义，掌握其表达式4．会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象1．通过定义、公式、实例加深体会动量、冲量等物理量的意义2．认真做实验，仔细观察物体间的相互作用过程，结合数据分析，理解动量定理，及其适用的情境，灵活运用公式，求解未知量知识导图课前·自主预习1．动量(1)定义：物体的________与________的乘积，即p＝________.(2)单位：动量的单位是____________，符号是____________．(3)方向：动量是________量，它的方向与________的方向相同．动量及动量的变化量质量速度mv

千克米每秒kg·m/s

矢速度2．动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内________与________的矢量差(也是矢量)，Δp＝______(矢量式)．(2)动量始终保持在一条直线上时的矢量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为________运算(此时的正、负号仅表示方向，不表示大小)．不在同一直线上的动量运算遵循______________________．末动量初动量p′－p

代数平行四边形定则物体做匀速圆周运动时，其动量是否变化？【答案】变化．动量是矢量，方向与速度方向相同，物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，方向时刻变化，其动量发生变化．

关于动量的说法正确的是 (

)A．质量大的物体，动量一定大B．速度大的物体，动量一定大C．两物体的质量与其速度大小的乘积相同，两物体的动量一定相同D．两物体的动能相同，它们的动量可能不同【答案】D

1．冲量冲量和动量定理时间N·s

力时间2．动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的_______________．(2)表达式：___________________或__________．动量变化量F(t′－t)＝mv′－mv

I＝p′－p

在跳高比赛时，在运动员的落地处为什么要放很厚的海绵垫子？【答案】跳过横杆后，落地时速度较大．人落到海绵垫子上时，可经过较长的时间使速度减小到零，在动量变化量相同的情况下，人受到的冲力减小，对运动员起到保护作用．

一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是

(

)A．匀加速直线运动 B．斜上抛运动C．匀速圆周运动 D．匀速直线运动【答案】D【解析】物体做匀加速直线运动时，速度一直增大，根据p＝mv，可知其动量发生了变化，A错误；同理，物体做斜上抛运动，其速度方向时刻在改变，可知其动量发生了变化，B错误；物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻在发生变化，可知其动量发生了变化，C错误；当物体做匀速直线运动时，其速度大小和方向均不变化，所以其动量不发生变化，D正确．课堂·重难探究1．对动量的认识(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．对动量和动量变化量的理解2．动量的变化量是矢量，其表达式Δp＝p2－p1为矢量式，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．动量和动能的区别与联系对动量概念的理解例1

(多选)关于动量的概念，下列说法正确的是 (

)A．动量大的物体，惯性不一定大B．动量大的物体，运动一定快C．动量相同的物体，运动方向一定相同D．动量相同的物体，动能也一定相同【答案】AC

变式1关于物体的动量，下列说法中正确的是 (

)A．惯性越大的物体，它的动量也越大B．动量大的物体，它的速度一定大C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向【答案】D【解析】惯性越大的物体，质量越大，而动量由质量和速度决定，A、B错误；动量是矢量，速度的方向变化时，动量随之变化，C错误；动量是矢量，方向始终与速度方向相同，D正确．对动量变化的理解例2

(多选)关于动量的变化，下列说法中正确的是 (

)A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp与速度的方向相同B．做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp与运动的方向相反C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零D．物体做曲线运动时，动量的增量Δp一般不为零【答案】ABD

【解析】当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则可知Δp＝p2－p1＞0，与速度方向相同，如图甲所示，A正确；当做直线运动的物体速度减小时，Δp＝p2－p1＜0，即p2＜p1，如图乙所示，此时Δp与物体的运动方向相反，B正确；当物体的速度大小不变时，动量可能不变化，即Δp＝0，也有可能动量大小不变而方向变化，此种情况Δp≠0，C错误；物体做曲线运动时，速度的方向不断变化，故动量不断变化，Δp一般不为零，如图丙所示，D正确．甲乙丙变式2质量m＝2kg的物体，在光滑水平面上以v0＝4m/s的速度向右运动，受到一个水平向左的力作用一段时间后，速度大小变为4m/s，方向水平向左．设向右的方向为正，则在这个过程中物体动量的变化为

(

)A．0

B．16kg·m/sC．－8kg·m/s

D．－16kg·m/s【答案】D

【解析】根据动量变化Δp＝mvt－mv0.代入数据可得Δp＝[2×(－4)－2×4]kg·m/s＝－16kg·m/s.负号表示动量变化的方向向左．

动量和动能的理解误区1．动量p＝mv，大小由m和v共同决定．2．动量p和动量的变化Δp均为矢量，计算时要注意其方向性．3．动能是标量，动能的变化量等于末动能与初动能大小之差．4．物体的动量变化时动能不一定变化，动能变化时动量一定变化．1．冲量的理解(1)冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间累积效应，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)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同．对动量定理的理解和应用2．冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：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若力与时间呈线性关系变化，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．3．动量定理的理解(1)动量定理的表达式F·Δt＝mv′－mv是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义．(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值．4．用动量定理解题的基本思路对动量定理的理解例3炎热的夏季，有一种水上娱乐项目“水上飞人”十分火爆，其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力，让人腾空而起或平衡或匀速或变速运动，不计空气阻力．在喷水装置始终工作过程中，下列说法正确的是

(

)A．人在匀速上升过程中，合力的冲量为零B．人在悬空静止的一段时间内，重力的冲量为零C．人在悬空静止的一段时间内，反冲动力的冲量为零D．人在加速上升过程中，喷出的水对装置的冲量大于装置对水的冲量【答案】A

【解析】人在匀速上升过程中，合力为零，所以合力的冲量为零，A正确；根据冲量的定义I＝Ft，可知人在悬空静止的一段时间内，重力和反冲动力的冲量不为零，B、C错误；根据牛顿第三定律可知，喷出的水对装置的力和装置对水的力大小相等，根据冲量的定义I＝Ft

可知，人在加速上升过程中，喷出的水对装置的冲量等于装置对水的冲量，D错误．变式3

(多选)如图所示，质量为m的小球从距离地面高度为H的A点由静止释放，落到地面上后又陷入泥潭中，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.则关于小球下落过程中，说法正确的是 (

)【答案】AD动量定理的应用例4

(多选)如图所示，学生练习用头颠球．某一次足球由静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm.已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是

(

)A．头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍B．足球下落到与头部刚接触时动量大小为3.2kg·m/sC．足球与头部作用过程中动量变化量大小为3.2kg·m/sD．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s【答案】C

变式4一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前速度均约为30m/s，则：(1)假设两车相撞时人与车一起做匀减速运动，试求车祸中车内质量约为60kg的人受到的平均冲力是多大；(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，这时人体受到的平均冲力为多大？【答案】(1)5.4×104N

(2)1.8×103N【解析】(1)两车相撞时可认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5m，设运动的时间为t，

动量定理应用的三点提醒1．若物体在运动过程中所受的力不是同时的，可将受力情况分成若干阶段来求解，也可当成一个全过程来求解．2．在用动量定理解题时，一定要认真进行受力分析，不可有遗漏，比如易漏掉物体的重力．3．列方程时一定要先选定正方向，将矢量运算转化为代数运算．核心素养应用水滴石穿的典故宋朝时，张乖崖在崇阳当县令．当时，盗窃成风，甚至县衙的府库也经常发生钱、物失窃的事件．张乖崖下决心要整治这种现象．一天，他在衙门周围巡行．突然，他看见一个小吏从府库中慌慌张张地走出来．张乖崖喝住小吏，发现他头巾下藏着一文钱．那个小吏支吾了半天，才承认是从府库中偷来的．张乖崖把那个小吏押回公堂，下令拷打．那小吏不服气：“一文钱算得了什么！你也只能打我，不能杀我！”张乖崖大怒，判道：“一日一钱，千日千钱，绳锯木断，水滴石穿．”为了惩罚这种行为，张乖崖当堂斩了这个小吏．例5

(多选)中华神盾防空火控系统会在目标来袭时射出大量子弹颗粒，在射出方向形成一个均匀分布、持续时间t＝0.01s