1.1動(dòng)量1.2動(dòng)量定理課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

人教版普通高中物理

選擇性必修第一冊1.1動(dòng)

量生活中的碰撞現(xiàn)象車輛的碰撞生活中的碰撞現(xiàn)象打臺(tái)球生活中的碰撞現(xiàn)象打網(wǎng)球碰撞過程中，遵循什么樣的物理規(guī)律呢？

用兩根長度相同的線繩,分別懸掛兩個(gè)完全相同的鋼球A、B,且兩球并排放置。

拉起A球,然后放開,該球與靜止的B球發(fā)生碰撞。你猜猜碰撞后果是怎樣情形？是不是所有的碰撞都有這樣的規(guī)律呢？質(zhì)量相同小球的碰撞實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量現(xiàn)象：碰撞后A球停止運(yùn)動(dòng)而靜止,B球開始運(yùn)動(dòng),最終擺到和A球拉起時(shí)同樣的高度。

為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢?你認(rèn)為碰撞過程什么量是不變的？演示實(shí)驗(yàn)2：質(zhì)量較小的鋼球撞擊靜止的質(zhì)量大的鋼球演示實(shí)驗(yàn)3：質(zhì)量較大的鋼球撞擊靜止的質(zhì)量小的鋼球?qū)嶒?yàn)探究：尋求碰撞中的不變量綜合這三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你認(rèn)為碰撞過程那些量是不變的？問題：若碰撞過程中存在守恒量的話，你覺得守恒量可能與哪些因素有關(guān)？可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)猜想：1、兩個(gè)物體碰撞前后可能動(dòng)能之和不變；2、兩個(gè)物體碰撞前后速度與質(zhì)量的乘積之和可能是不變的；3、也許還有……

實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)如圖1.1-2，兩輛小車都放在滑軌上，用一輛運(yùn)動(dòng)的小車碰撞一輛靜止的小車，碰撞后兩輛小車粘在一起運(yùn)動(dòng)。小車的速度用滑軌上的光電計(jì)時(shí)器測量。下表中的數(shù)據(jù)是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)采集的。

實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量m1

是運(yùn)動(dòng)小車的質(zhì)量，m2是靜止小車的質(zhì)量；v是運(yùn)動(dòng)小車碰撞前的速度，v′是碰撞后兩輛小車的共同速度。問題：碰撞前后總動(dòng)能是否不變？實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量

m1m2vv'10.5190.5190.6280.30720.5190.7180.6560.26530.7180.5190.5720.321Ek1Ek20.1020.0490.1120.0430.1170.064碰撞后的動(dòng)能小于碰撞前的動(dòng)能，機(jī)械能損失。碰撞前后，速度和質(zhì)量乘積有什么規(guī)律呢？碰撞前后的動(dòng)能實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量碰撞前碰撞后碰撞前碰撞后此實(shí)驗(yàn)中兩輛小車碰撞前后，動(dòng)能之和并不相等，但是質(zhì)量與速度的乘積之和卻基本不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：mv這個(gè)物理量具有特別的意義動(dòng)量實(shí)驗(yàn)探究：尋求碰撞中的不變量表兩輛小車的質(zhì)量和碰撞前后的速度在物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量m和速度v的乘積叫做物體的動(dòng)量p.在國際單位制中，動(dòng)量的單位是千克?米每秒(kg?m/s)是狀態(tài)量，與某一時(shí)刻相對應(yīng)。速度取瞬時(shí)速度。1.定義：p=mv3.單位：4.對動(dòng)量的理解(2)瞬時(shí)性:(1)矢量性:矢量，方向由速度方向決定，與該時(shí)刻的速度方向相同(3)相對性:與參考系的選擇有關(guān)，一般以地球?yàn)閰⒖枷?。速度v為物體的對地速度。一、動(dòng)

量2.定義式：動(dòng)能動(dòng)量區(qū)別定義物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能物體質(zhì)量與速度的乘積公式Ek＝mv2p＝mv單位焦耳（J）千克米每秒（kg·m/s）標(biāo)、矢量標(biāo)量矢量時(shí)空對應(yīng)狀態(tài)量狀態(tài)量與V的關(guān)聯(lián)程度v變化（方向），Ek不一定變化v變化，p一定變化聯(lián)系Ek＝p＝注意：動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化；動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)量一定發(fā)生變化。5.與動(dòng)能的關(guān)系

1、某段運(yùn)動(dòng)過程（或時(shí)間間隔）末狀態(tài)的動(dòng)量p'

跟初狀態(tài)的動(dòng)量p的矢量差，稱為動(dòng)量的變化（或動(dòng)量的增量），即2、動(dòng)量變化的三種情況：

二、動(dòng)量的變化量

Δp＝p′－p=mv2-mv1=mΔ?

注：（1）是過程量，

（2）動(dòng)量變化量Δp是矢量，方向與Δ?方向相同。大小變化、方向改變或大小和方向都改變。P′PP′3、同一直線上動(dòng)量變化的運(yùn)算：ΔPPΔPP′PΔPvv′4.不同一直線上：（三角形法則）PP′ΔP規(guī)定正方向Δp＝p′－p（矢量差）動(dòng)量的變化量：從初動(dòng)量的矢量末端指向末動(dòng)量的矢量末端的有向線段例1.一個(gè)質(zhì)量是1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到一個(gè)堅(jiān)硬物后被彈回,沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)（如圖），碰撞前后鋼球的動(dòng)量各是多少？碰撞前后鋼球的動(dòng)量變化了多少？動(dòng)能變化了多少。解：規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颚方向水平向左例2．關(guān)于動(dòng)量，下列說法中正確的是（）A．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)量不變B．做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的動(dòng)量一定在改變C．物體的動(dòng)量變化，動(dòng)能也一定變化D．甲物體的動(dòng)量p1=5kg·m/s，乙物體的動(dòng)量p2=-10kg·m/s，所以p1>p2B例3.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相等的小物體A、B分別從同一高度沿傾角不同的兩光滑固定斜面上無初速度滑下，在兩物體分別下滑到斜面底端時(shí)，下列說法中正確的是（）A．兩物體的動(dòng)量相同B．兩物體的速度相同C．兩物體的動(dòng)能相同D．兩物體動(dòng)量的變化量相同C

例4.關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說法中不正確的是（

）A.做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量Δp的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同B.做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量Δp的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反C.物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量Δp為零D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量一定不為零C

例5.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合外力、動(dòng)能、動(dòng)量、速度變化的關(guān)系，正確的是（

）A.物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)能一定變化B.物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)量一定變化C.物體的合外力做功為零，它的速度一定不變D.物體的動(dòng)量變化，它的動(dòng)能一定也變化B例6.如圖所示，輕桿一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球.小球以速率v在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，取向右為正方向，在小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，

小球的動(dòng)量變化量為________，

動(dòng)能變化量為________.－2mv0動(dòng)量定理情景有些船和碼頭常懸掛一些老舊輪胎，主要的用途是減輕船舶靠岸時(shí)碼頭與船體的撞擊。這是為什么呢？一、沖量（I）(1)定義：力與

的乘積。(2)定義式：I＝

。(3)物理意義：沖量是反映力的作用對時(shí)間的

的物理量，力越大，作用時(shí)間越長，沖量就越

。(4)單位：在國際單位制中，沖量的單位是

，符號為

。(5)矢量性：沖量是

(填“矢”或“標(biāo)”)量。如果力的方向恒定，則沖量的方向與力的方向相同。力的作用時(shí)間FΔt累積效應(yīng)大牛秒N·s矢（6）沖量是過程量，與一段時(shí)間或一段過程相對應(yīng)

針對訓(xùn)練.如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1速度變?yōu)榱闳缓笥窒禄?，?jīng)過時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力大小始終為Ff，重力加速度為g，在整個(gè)過程中，重力對滑塊的總沖量為（

）A.mgsinθ(t1＋t2)

B.mgsinθ(t1－t2)C.mg(t1＋t2)

D.0C例1.

如圖，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成

θ角的恒定拉力

F作用時(shí)間

t后，物體仍保持靜止。下列說法正確的是（

）A.物體所受拉力F的沖量方向水平向右B.物體所受拉力F的沖量大小是FtcosθC.物體所受支持力的沖量大小為0D.物體所受合力的沖量大小為0D合力沖量的兩種求法：（1）若合力在時(shí)間t內(nèi)為恒力：（2）合力的沖量等于各分力沖量的矢量和：【變式訓(xùn)練】如圖所示，在傾角α＝37°的斜面上，有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，求物體下滑2s的時(shí)間內(nèi)，物體所受各力的沖量和合力的沖量．(g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8)解：物體沿斜面下滑時(shí)：受到重力mg＝50N，方向豎直向下，受到斜面的支持力FN＝mgcosθ＝40N，垂直斜面向上受到摩擦力Ff＝μmgcosθ＝8N，沿斜面向上．合力F＝mgsinθ－μmgcosθ＝22N沿斜面向下重力沖量mg·t＝100N·s，豎直向下支持力沖量FN·t＝80N·s垂直斜面向上摩擦力沖量Ff·t＝16N·s沿斜面向上合力沖量Ft＝44N·s沿斜面向下思考如果一個(gè)力隨時(shí)間不斷變化，又該怎樣求沖量？我們可以把整個(gè)過程細(xì)分為很多短暫過程，每個(gè)短暫過程中物體所受的力沒有很大的變化，這樣該短暫過程中力的沖量就對應(yīng)圖中陰影部分的面積。應(yīng)用“微元法”的思想可以得出左圖中曲邊梯形的面積等于力F的沖量大小。例2.

一物體受到方向不變的力

F作用，其中力

F的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則力

F在6s內(nèi)的沖量大小為（

）A.9N·s B.13.5N·sC.15.5N·s D.18N·sB沖量功區(qū)別意義公式單位標(biāo)、矢量正負(fù)作用效果？聯(lián)系力在時(shí)間上的累積,對應(yīng)一段時(shí)間在F-t圖像中可以用面積表示改變物體的動(dòng)能W=FxcosθI=Ft力在位移上累積,

對應(yīng)一段位移在F-x圖像中可以用面積表示N·SN·m（J）矢量標(biāo)量正負(fù)表示方向正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功有力作用，一定有沖量；不一定做功沖量與功的區(qū)分

在光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下，經(jīng)過時(shí)間t，速度由v

變?yōu)関′.如何推導(dǎo)這幾個(gè)量之間的關(guān)系？可得Ft=mv′-

mv

，解：加速度的定義式:由牛頓第二定律F=ma=,動(dòng)量定理的推導(dǎo)即Ft=p′-p

二、動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過程中所受合力的沖量等于它在這個(gè)過程始末的____。(2)表達(dá)式：I＝

或F(t′－t)＝

。動(dòng)量變化量p′－pmv′－mv（3）動(dòng)量定理的理解：a、力的沖量是物體動(dòng)量改變的原因b、I為合力的沖量，不是某一個(gè)力的沖量。c、矢量式，運(yùn)用動(dòng)量定理解題時(shí)，要注意規(guī)定正方向。動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象①△P一定，t短則F大，t長則F??；由Ft=ΔP可知：②t一定，F(xiàn)大則△P大，F(xiàn)小則△P??；③F一定，t長則△P大，t短則△P小?！彌_裝置生活中的應(yīng)用---緩沖作用碼頭的廢舊輪胎汽車的安全氣囊?guī)鈮|的運(yùn)動(dòng)鞋包裝用的泡沫材料安全頭盔里的海綿各種運(yùn)動(dòng)比賽里的海綿墊生活中的應(yīng)用---緩沖作用C例4..如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點(diǎn)，若以2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點(diǎn)為(

)A．仍在P點(diǎn)B．在P點(diǎn)左邊C．在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處D．在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處B應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟：

一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒擊打后，反向水平飛回，速度的大小為45m/s。若球棒與壘球的作用時(shí)間為0.002s，球棒對壘球平均的作用力是多大？書本例題解：以壘球飛向球棒時(shí)的方向?yàn)檎较?，壘球的初?dòng)量為

壘球的末動(dòng)量為

由動(dòng)量定理知壘球所受的平均作用力為

壘球所受的平均作用力的大小為6300N，負(fù)號表示力的方向與正方向相反，即力的方向與壘球飛來的方向相反。例5、質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來．已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s，安全帶長5m，g取10m/s2，則安全帶所受的平均沖力？解：以向下為正方向安全帶剛伸直時(shí)，工人的速度安全帶緩沖過程，對工人由動(dòng)量定理得解得方向豎直向上由牛頓第三定律得安全帶所受平均沖力為1100N方向豎直向下多過程動(dòng)量定理問題分段法：全程法：解：