高中物理 第1章 動(dòng)量守恒研究 第1講 動(dòng)量定理課件 魯科版選修35

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1、第1章第1講動(dòng)量定理目標(biāo)定位1.理解動(dòng)量的概念，以及動(dòng)量和動(dòng)量變化量的矢量性.2.知道沖量的概念，以及沖量的矢量性.3.理解動(dòng)量定理的確切含義及其表達(dá)式.4.會(huì)用動(dòng)量定理解釋碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象.1 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥 2 課堂講義 理解深化探究3 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥1.定義運(yùn)動(dòng)物體的 和 的乘積叫動(dòng)量；公式p ；單位： ，符號(hào)：kgm/s. 2.矢量性方向與物體運(yùn)動(dòng)速度的方向 .運(yùn)算遵循 定則.一、動(dòng)量質(zhì)量速度mv千克米/秒相同平行四邊形3.動(dòng)量的變化量物體在某段時(shí)間內(nèi) 與的矢量差(也是矢量)，p (矢量式).想一想質(zhì)量相同的兩個(gè)物體動(dòng)能相同，它們的動(dòng)量也一

2、定相同嗎？答案不一定.動(dòng)能和質(zhì)量相同，則速度大小相同，方向不一定相同，又因?yàn)閯?dòng)量是矢量，有方向性，所以動(dòng)量不一定相同.末動(dòng)量初動(dòng)量mv2mv11.沖量(1)定義：力和 的乘積.公式：I .單位： ，符號(hào)： .(2)矢量性：方向與 相同.2.動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體所受 的沖量等于物體的 .(2)公式：Ip或Ft .二、動(dòng)量定理力的作用時(shí)間Ft牛頓秒Ns力的方向合外力動(dòng)量變化mv2mv13.動(dòng)量與緩沖的實(shí)例分析碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，要增大這種沖擊力就要設(shè)法 沖擊力的作用時(shí)間；要防止沖擊力帶來(lái)的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法 其作用時(shí)間.減少延長(zhǎng)想一想跳高時(shí)在下落處要放厚厚的海綿墊子，跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑中

3、，這樣做的目的是什么？答案這樣做可以延長(zhǎng)作用的時(shí)間，以減小地面對(duì)人的沖擊力.課堂講義 理解深化探究一、對(duì)動(dòng)量的理解1.動(dòng)量的矢量性：動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同.2.動(dòng)量的變化量：是矢量，其表達(dá)式pmv2mv1p2p1為矢量式，運(yùn)算遵循平行四邊形定則，當(dāng)p2、p1在同一條直線上時(shí)，可規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.例1關(guān)于物體的動(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是()A.運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向，一定是該時(shí)刻的速度方向B.物體的動(dòng)能不變，其動(dòng)量一定不變C.動(dòng)量越大的物體，其速度一定越大D.物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大解析動(dòng)量具有瞬時(shí)性，任一時(shí)刻物體動(dòng)量的方向與該時(shí)刻物體的速度方向相同，選

4、項(xiàng)A正確；動(dòng)能不變，若速度方向變化，動(dòng)量也發(fā)生變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；物體動(dòng)量的大小由物體質(zhì)量及速度大小共同決定，不是由物體的速度唯一決定的，故物體的動(dòng)量大，其速度不一定大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；慣性由物體質(zhì)量決定，物體的動(dòng)量越大，其質(zhì)量并不一定越大，慣性也不一定越大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案A例2質(zhì)量為0.5 kg的物體，運(yùn)動(dòng)速度為3 m/s，它在一個(gè)變力作用下速度變?yōu)? m/s，方向和原來(lái)方向相反，則這段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量為()A.5 kgm/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反B.5 kgm/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同C.2 kgm/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反D.2 kgm/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同解析以原來(lái)的方向?yàn)檎较?，?/p>

5、定義式pmvmv得p(70.530.5) kgm/s5 kgm/s，負(fù)號(hào)表示p的方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反.答案A借題發(fā)揮關(guān)于動(dòng)量變化量的計(jì)算1.若初、末動(dòng)量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算.2.若初、末動(dòng)量不在同一直線上，運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則.二、對(duì)沖量的理解和計(jì)算1.沖量的理解(1)沖量是過(guò)程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間累積效應(yīng)，求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量.(2)沖量是矢量，當(dāng)力是恒力時(shí)，沖量的方向與力的方向相同；當(dāng)力是變力時(shí)，沖量的方向與動(dòng)量變化量方向一致.2.沖量的計(jì)算(1)求某個(gè)恒力的沖量：等于該力和力的作用時(shí)間的乘積.(

6、2)求合沖量的兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解.若給出了力隨時(shí)間變化的圖象如圖1所示，可用面積法求變力的沖量，即Ft圖線與時(shí)間軸圍成圖形的面積在數(shù)值上等于力在該段時(shí)間內(nèi)的沖量.利用動(dòng)量定理求解.圖1例3如圖2所示，在傾角37的斜面上，有一質(zhì)量為5 kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求物體下滑2 s的時(shí)間內(nèi)，物體所受各力的沖量.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析重力的沖量：IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向豎直向下.支持力的沖量：INNtmg

7、cos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直斜面向上.圖2摩擦力的沖量：Ifftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上.答案見(jiàn)解析借題發(fā)揮求各力的沖量或者合力的沖量，首先判斷各力是否是恒力，若是恒力，可直接用力與作用時(shí)間的乘積、求解，若是變力，要根據(jù)力的特點(diǎn)求解，或者利用動(dòng)量定理求解.三、對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用1.動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式Ftmv2mv1是矢量式，等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含義.(2)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因.(3)公式中的F是物體所受的合外力，若合外力是變力，則F應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.2.動(dòng)量

8、定理的應(yīng)用(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象：物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小.作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量變化量越大；力的作用時(shí)間越短，動(dòng)量變化量越小.(2)應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟：選定研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程.進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)分析.選定正方向，根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解.例4跳遠(yuǎn)時(shí)，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于()A.人跳在沙坑里的動(dòng)量比跳在水泥地上的小B.人跳在沙坑里的動(dòng)量變化比跳在水泥地上的小C.人跳在沙坑里受到的沖量比跳在水泥地上的小D.人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小解析人跳遠(yuǎn)時(shí)從一定的高度落下，落地

9、前的速度是一定的，初動(dòng)量是一定的，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；落地后靜止，末動(dòng)量一定，人的動(dòng)量變化是一定的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理可知人受到的沖量等于人的動(dòng)量變化，所以?xún)煞N情況下人受到的沖量相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；落在沙坑里力作用的時(shí)間長(zhǎng)，落在水泥地上力作用的時(shí)間短，根據(jù)動(dòng)量定理，在動(dòng)量變化一定的情況下，時(shí)間t越長(zhǎng)則受到的平均作用力F越小，故選項(xiàng)D正確.答案D例5質(zhì)量m70 kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從h5.0 m高處落到海綿墊上，經(jīng)t11 s后停止，則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均作用力約為多少？如果是落到普通沙坑中，經(jīng)t20.1 s停下，則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力約為多少？(g取10 m/s2)從開(kāi)始下落到落到海綿墊上停

10、止時(shí)，mg(tt1)Ft10代入數(shù)據(jù)，解得F1 400 N下落到沙坑中時(shí)，mg(tt2)Ft20代入數(shù)據(jù)，解得F7 700 N.答案1 400 N7 700 N對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋對(duì)動(dòng)量和沖量的理解1.關(guān)于動(dòng)量，下列說(shuō)法正確的是()A.速度大的物體，它的動(dòng)量一定也大B.動(dòng)量大的物體，它的速度一定也大C.只要物體運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，物體的動(dòng)量也保持不變D.質(zhì)量一定的物體，動(dòng)量變化越大，該物體的速度變化一定越大解析動(dòng)量由質(zhì)量和速度共同決定，只有質(zhì)量和速度的乘積大，動(dòng)量才大，A、B均錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，只要速度方向變化，動(dòng)量就發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由pmv知D正確.答案D2.恒力F作用在質(zhì)量為m的物

11、體上，如圖3所示，由于地面對(duì)物體的摩擦力較大，物體沒(méi)有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，下列說(shuō)法正確的是()A.拉力F對(duì)物體的沖量大小為零B.拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtC.拉力F對(duì)物體的沖量大小是Ftcos D.合力對(duì)物體的沖量大小為零圖3解析拉力F對(duì)物體的沖量大小為Ft，A、C錯(cuò)誤，B正確；合力對(duì)物體的沖量等于物體動(dòng)量的變化，即等于零，選項(xiàng)D正確.答案BD動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用3.一個(gè)小鋼球豎直下落，落地時(shí)動(dòng)量大小為0.5 kgm/s，與地面碰撞后又以等大的動(dòng)量被反彈.下列說(shuō)法中正確的是()A.引起小鋼球動(dòng)量變化的是地面給小鋼球的彈力的沖量B.引起小鋼球動(dòng)量變化的是地面對(duì)小鋼球彈力與其自身重力的合力的沖量

12、C.若選向上為正方向，則小鋼球受到的合沖量是1 NsD.若選向上為正方向，則小鋼球的動(dòng)量變化是1 kgm/s解析根據(jù)動(dòng)量定理可知，引起物體動(dòng)量變化的是合外力的沖量，故A錯(cuò)，B對(duì)；若選向上為正方向，則pp2p10.5(0.5)kgm/s1 kgm/s，故C錯(cuò)，D對(duì).答案BD4.在2014年的澳大利亞網(wǎng)球公開(kāi)賽上，中國(guó)選手李娜奪得冠軍，比賽中，李娜揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出，如果網(wǎng)球被球拍擊打前、后瞬間速度的大小分別為v1、v2，v2與v1方向相反，且v2v1.重力影響可忽略，則此過(guò)程中球拍對(duì)網(wǎng)球作用力的沖量大小為_(kāi)；方向與_(填“v1”或“v2”)方向相同.解析取球拍擊打前網(wǎng)球的速度v1的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理得球拍對(duì)網(wǎng)球作用力的沖量為：Imv2mv1m(v1v2)，即沖量大小為：m(v1v2)，方向與v1方向相反，與v2方向相同.m(v1v2)v2