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(共20张PPT)
第一章 动量守恒定律
1.2 动量定理
新课引入
跳高比赛
跳远比赛
悬挂轮胎的游船准备靠岸
这些场景中的垫子、沙坑、轮胎有什么共同的作用？
缓 冲
在动能定理中，动能的变化是由于合力对物体做功的结果。
F x是力在空间上的积累，称为合力的功。即合力在空间上的积累引起动能的变化。
动量的变化与速度的变化有关，而速度的变化是因为有加速度，而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？
推导合外力与动量变化量的关系
物理情境：质量为m的物体，在恒定的合力F的作用下做匀加速直线运动，经过一段时间t，速度由v 变为v′
分析：
由牛顿第二定律知：
而加速度定义有：
变形可得：
F = m a
联立可得：
= p/ t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
表明动量的变化是合力在时间上的积累效果。
F
F
v
v
′
—— 合力F 作用了时间 t ——
一、冲量I
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I
3、单位：牛·秒，符号是N·s
4、性质：冲量是矢量，方向与力的方向相同；
冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应
2、表达式：I=F t
冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不做功，但一定有冲量。
计算上要明确求哪个力的冲量
只能求恒力的冲量
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。
F
t
F
△t
新课讲授
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？
F
0
t/s
F
0
t/s
F-t图像求力的冲量
如果力是变力，我们可以借助 F-t 图像做如下处理：
总结：①如果力是恒力，即可以用I = F t 来求冲量，也可以用F-t 图像面积来求冲量。
②如果力是变力，可以用F-t 图像面积来求冲量。
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·s
B
课堂练习
如图所示，质量为2kg的物体由高为h=5m的倾角为θ =300光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中(g=10m/s2)，求：重力、弹力、合力的冲量大小各是多少？
【解析】
由F=ma得，下滑的加速度a=g·sin θ = 5m/s2.
由s=at2/2 得下滑时间
重力的冲 IG=mg·t=2×10×2N·s=40N·s.
支持力的冲量IF=F·t=mgcos300·t=20 N·s，
合外力的冲量IF合=F合·t=mgsin300 t=20N·s.
如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量，正确的是（　　）
A．拉力F的冲量大小为Ftcosθ
B．摩擦力的冲量大小为Ftsinθ
C．重力的冲量大小为mgt
D．物体所受支持力的冲量大小为mgt
C
课堂练习
新课讲授
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。
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 = p – p
即：
二、动量定理
1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。
2、表达式：
或
3、适用范围
适用于恒力，也适用于变力
适用于直线运动，也适用曲线运动
适用于宏观物体，也适用于微观物体
F为物体所受的合外力。
新课引入
跳高比赛
跳远比赛
悬挂轮胎的游船准备靠岸
△P一定，t短则F大，t长则F小——缓冲；
动量定理的应用
泡沫网
运输过程中，可以通过延长作用时间来减小作用力，起到缓冲的效果
鸡蛋掉在海绵上不容易碎
玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与水泥地撞击过程中（ ）
A、玻璃杯的动量较大 B、玻璃杯受到的冲量较大
C、玻璃杯的动量变化较大 D、玻璃杯的动量变化较快
D
用动量定理定性解释物理现象
用动量定理定性解释物理现象
如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以 (　　)
A．减小球的动量的变化量
B．减小球对手作用力的冲量
C．减小球的动量变化率
D．延长接球过程的时间来
减小动量的变化量
C
解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A、B、D错误；由动量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，减小了球的动量变化率，C正确。
一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，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0.01s，球棒对垒球的平均作用力是多大？
v0
v
解题步骤：
1、明确研究对象和研究过程；
2、对物体受力分析找合力的冲量
3、对物体运动分析找初末动量
4、规定正方向，用动量定理列式求解。
动量定理的应用
优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。
动量定理的应用
用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度v＝4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，求铁锤钉钉子的平均作用力。
解析：取铁锤作为研究对象;
取竖直向下为正方向
合力的冲量是（ mg - F)t，
物体的初动量是m v，末动量是0，
则由动量定理得：（ mg - F)t= 0-m v
解得：F= 205N
由牛顿第三定律，铁锤钉钉子的平均作用力为205N，方向向下。
质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是 (　　)
A．10N s，10N s B．10N s，－10N s
C．0，10N s D．0，－10N s
D
解析：由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg m/s，由动量定理知I1＝0；
在后10s内末状态的动量
p3＝－5kg m/s，由动量定理得
I2＝p3－p2＝－10N s，故D正确.
动量定理的应用
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