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高二—粤教版选择性必修一—物理—第一章
第二节 动量定理（2）
动量定理
1.内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量。
或
2.表达式：
过程量
状态量
(2) 物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；
优点：不考虑中间具体过程，只考虑初末状态。
(3) 动量定理是矢量式：注意方向
(1) 合外力的冲量是动量变化的原因；
知识回顾
情景一（1）如图所示，用质量为0.2kg的锤子水平敲击竖直墙壁上的一颗钉子。锤子接触钉子瞬间，速度的大小为5m/s，锤头反弹起来时，速度的大小为2m/s，锤子与钉子接触时间为0.1s，则锤子对钉子平均打击力？
v1
F
v2
动量定理的应用
解：取水平向右为正方向，
则:
设钉子对锤子的平均打击力大小为F:
由动量定理得：
解得：
由牛顿第三定律可知：
铁锤对钉子的平均打击力F,=F=14N，方向水平向右。
情景一：
（2）改用一个质量为0.4kg的锤子捶打，若锤子捶打和反弹的速度不变，接触时间也不变，则锤子对钉子平均打击力大小是多少？
v1
F
v2
动量定理的应用
解：取水平向右为正方向，
则:
设钉子对锤子的平均打击力大小为F1:
由动量定理得：
解得：
由牛顿第三定律可知：
铁锤对钉子的平均打击力
情景一：
（3）若锤子捶打速度的大小变为10m/s，反弹的速度大小不变，接触时间也不变，锤子质量为0.2kg，则锤子对钉子平均打击力大小是多少？
v1
F
v2
解：取水平向右为正方向，
则:
设钉子对锤子的平均打击力大小为F2:
由动量定理得：
解得：
由牛顿第三定律可知：
铁锤对钉子的平均打击力
动量定理的应用
控制变量
锤子质量
增大
平均打击力增大
击打速度增大
重锤快速击打更容易
将钉子钉入
方法
过程
结果
结论
动量定理的应用
情景二：若从20层高楼楼顶坠下一个鸡蛋，鸡蛋落到楼下地面时与地面相撞，撞击时间为2ms。则地面对鸡蛋的平均冲击力约为多大？
F
G
动量定理的应用
O
B
A
过程示意图
自由落体运动，设鸡蛋撞地前瞬间速度为v：
解得：
解得：
撞地过程，设地面对鸡蛋的平均冲击力大小为F:
根据动量定理:
解：每层楼高约3m，鸡蛋质量约为50g，g取10m/s，
v
以竖直向下为正方向：
约为鸡蛋重力的1731倍
情景二：
变式：若鸡蛋落在地面的海绵垫上，撞击时间变为0.2s，其它条件不变，则海绵垫对鸡蛋的平均冲击力变为多大?
F1
G
动量定理的应用
O
B
A
过程示意图
v
解得：
根据动量定理:
撞地过程，设海绵垫对鸡蛋的平均冲击力大小为F1:
约为鸡蛋重力的18倍
Δp一定
对比：
动量定理的应用
撞地时：t=2ms，F=865.5N
撞海绵垫时：t=0.2s，
F1=9.15N
t 越短，F越小
相互作用时间t极短，
冲击力F远大于重力G，
具体计算时，可忽略重力使问题简化
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}



一个 的威力
实验室模拟鸡蛋高楼抛落的
实验数据结论
从4楼抛下会让人砸起肿包；
从8楼抛下可以砸破人的头皮；
从18楼抛下可以砸裂行人头骨；
从25楼抛下可能使人当场死亡。
高空抛物罪
《中华人民共和国刑法》
第二百九十一条之二
从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的，处一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金。
动量定理的应用
跳远运动员要落在沙堆上
跳高运动员要落在软垫上
Δp一定，
Δt 长则F小
动量定理的应用
新玻璃杯的包装里有泡沫
玻璃杯掉在坚硬的地面上很容易摔碎，掉在地毯上就不容易摔碎。
动量定理的应用
体操运动员在落地时总要屈腿
篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，接球时,两手随球迅速收缩至胸前
动量定理的应用
动量定理的应用
动量定理定性分析有关现象
应用动量定理定量计算
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。
猫从高处落下一般不会受伤，猫在接近地面的时候，通常都可以保证四肢着地，而猫脚趾上厚实的脂肪质肉垫又能有效地减轻震动对其各脏器的损伤。下列关于一只从某高处落下的猫在与地面接触的过程中相关说法正确的是（空气阻力不计）（　　）A．猫在与地面接触且不反弹的过程中，不同姿态触地其自身动量变化量大小是相同的B．厚实的脂肪质肉垫能减小猫在与地面接触过程中自身动量变化量的大小C．厚实的脂肪质肉垫能减小了地面对猫的冲击力的大小D．厚实的脂肪质肉垫能减小猫与地面接触过程合外力冲量的大小
【解析】 猫从高处落地时，速度的变化量相同，则猫在与地面接触且不反弹的过程中，不同姿态触地其自身动量变化量大小是相同的，根据动量定理可知，猫与地面接触过程合外力冲量是相同的；而厚实的脂肪质肉垫能增加猫在与地面接触过程中的作用时间，从而减小了地面对猫的冲击力的大小。
动量定理的应用
学以致用
AC
质量为m的物体，静止在足够大的水平面上，物体与桌面的动摩擦因数为μ，有一水平向右恒力F作用于物体上，并使之加速前进，经t1秒后撤去恒力F，求物体运动的总时间t。
动量定理的应用
学以致用
A
B
C
f
f
F
设向右为正，根据动量定理：
第一阶段：
????????1?????????1=????????1?0
?
两式相加：
????=????????
N = mg
?
????2=?????????????????????????????????1
?
????=????1+????2=????????1????????????
?
第二阶段：
解得：
?????????2=0?????????1
?
????????1?????????1+????2=0
?
解：
由动量定理： Ft1-μmgt=0
全程：
????=????????1????????????
?
解得：
设向右为正，
1. 在任何相等时间内，物体动量的变化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：（1）由动量定理可知：
物体动量的改变量?????可以用合外力的冲量来求。故当物体所受到的合外力不变时，在相等时间内合外力的冲量相同，即物体动量的改变量相同；
（2）A选项中匀速圆周运动合外力大小不变，方向始终改变； 而BCD选项中物体受恒力作用。
?
BCD
????合????=?????
?
2. 若手机质量为200g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经0.01s手机停止运动，重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。
（1）全过程手机重力的冲量大小约为？
则全过程手机重力的冲量大小为：
解：据自由落体规律：
可求得手机落到眼睛前的时间为：
????????????=????????(????1+????2)=0.42????.????
?
2. 若手机质量为200g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经0.01s手机停止运动，重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。
（2）手机对眼睛的作用力大小约为？
根据牛顿第三定律可知:
手机对眼睛的作用力大小是42N。
选取向竖直向下为正方向，
据自由落体规律 ，
手机掉落到人眼处时的速度为：
解得：
动量定理可知：
设眼睛对手机的作用力大小F:
谢谢观看

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