1.2 动量定理 课件(共23张PPT) 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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1.2 动量定理 课件(共23张PPT) 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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(共23张PPT)
第一章 动量守恒定律
第二节 动量定理
1.理解动量和冲量的概念,知道动量和冲量的矢量性。(重点)
2.知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量的变化。(重点)
3.理解动量定理的确切含义和表达式,知道动量定理适用于变力。 (重点)
4.会用动量定理解释有关物理现象,并能掌握一维情况下的计算问题。(难点)
学习目标
鸡蛋下落对比实验
一、牛顿第二定律推导动量的变化与力F的关系
设置物理情景:质量为m的物体,在合力F的作用下,经过一段时间 ,速度由v变为v′,如图所示:
由牛顿第二定律:
加速度定义:
F = ma
联立可得:
合力
末动量
初动量
1.定义:作用在物体上的力和作用时间的乘积,叫做该力对这个物体的冲量。用I 表示冲量。
2.单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号是N·s
二、冲量
3.冲量是矢量:恒力的冲量的方向跟恒力的方向相同。
4.冲量是过程量,反映了力的作用对时间的累积效应。
如图所示,一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下保持静止状态,经过一段时间t,拉力F做的功是多少?拉力F的冲量是多大?方向如何?
答案 拉力F做的功是零,冲量大小是Ft,方向与F方向相同。
(多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,如图所示,经时间t,下列说法正确的是(重力加速度为g)
A.重力对物体的冲量大小为mgtsin θ
B.支持力对物体的冲量大小为零
C.摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ
D.合力对物体的冲量大小为零
例5


t
F0
F
t
O
I = F0t
思考:根据图像求出恒力F0在时间t内的冲量?
若F为变力,如何求其冲量?
将该段时间
无限分割
F
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
F
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
10
8
F
一段时间内的变力
近似认为物体在每一时段以受到某一恒力
一段时间内的变力的冲量
微分求和
微元法
由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内,力F0的冲量的大小。
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6 s内
的冲量大小为
A.9 N·s B.13.5 N·s
C.15.5 N·s D.18 N·s
例6

三、动量定理
1.内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,这就是动量定理。
2.表达式:
3.加深理解:
(1)合力的冲量是动量变化的原因;
(2)动量定理是矢量式,合力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。
(3)动量的变化率:动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理得 ,动量的变化率等于物体所受的合力。
4.动量定理的适用范围
(1)动量定理不但适用于恒力,也适用于变力,对于变力,动量定理中的F应理解为平均值;
(2)动量定理不仅适用于直线运动,也适用于曲线运动。
思考:动量定理适用于变力吗?适用与曲线运动吗?
生活中还有哪些现象利用了动量定理?
跳高运动员落在海绵垫上
动量定理的应用:
你现在能用动量定理解释鸡蛋落在棉花上没碎的原因了吗?
FΔt=ΔP
动量定理解释生活现象
由FΔt=ΔP可知:
①ΔP一定,Δt短则F大,Δt长则F小;
——缓冲装置
(多选)利用动量定理对下列现象的解释,其中正确的是
A.击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻
B.用手接篮球时,手往往向后缩一下,是为了减小冲量
C.易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了
延长作用时间以减小作用力
D.在车内推车推不动,是因为车(包括人)所受合外力的冲量为零
例1


分组实验:
对比快速拉动棉布和缓慢拉动棉布时,木块的运动有何不同?如何用动量定理解释?
如图所示,小明在演示惯性现象时,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条,发现杯子会滑落;当他快速拉动纸条时,发现杯子并没有滑落。对于这个实验,下列说法正确的是
A.缓慢拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较小
B.快速拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较大
C.为使杯子不滑落,杯子与纸条间的动摩擦因
数应尽量大一些
D.为使杯子不滑落,杯子与桌面间的动摩擦因
数应尽量大一些
例2

例题3 一个质量 为0.18 kg 的垒球,以 25 m/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45 m/s。设球棒与垒球的作用时间 t = 0.002 s,球棒对垒球的平均作用力是多大
运用动量定理解题的一般步骤
5. 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. 找出物体的初末状态并确定相应的动量;
4. 如果初、末动量在同一直线上,则选定正方向,并给每个力的冲量和初末动量带上正负号,以表示和正方向同向或反向;如果初、末动量不在同一直线上,则用平行四边形定则求解;
如图,用0.5 kg的铁锤钉钉子.打击前铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01 s,g取10 m/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?
例4
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
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。
拓展延伸
答案 当打击时间很短时,可以不计铁锤所受的重力
从前两问的解答可以看出,当打击时间很短时,铁锤所受的重力可以忽略不计。
课堂小结
作业:第2节分层作业题案。

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