資源簡(jiǎn)介

(共38張PPT)
第一章 動(dòng)量守恒定律
選擇性必修一 人教版
2. 動(dòng)量定理
臺(tái)球的碰撞、微觀粒子的散射，這些運(yùn)動(dòng)似乎有天壤之別。然而，物理學(xué)的研究表明，它們遵從相同的科學(xué)規(guī)律——?jiǎng)恿渴睾愣伞?dòng)量守恒定律是自然界中最普遍的規(guī)律之一，無(wú)論是設(shè)計(jì)火箭還是研究微觀粒子，都離不開(kāi)它。
導(dǎo)入新課
跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在沙坑里面進(jìn)行，你知道這些沙子有什么作用嗎？
主要的用途是減輕運(yùn)動(dòng)員著地瞬間與地面的撞擊力度，包括曲膝也是。
你還能舉出哪些類(lèi)似的例子呢？
導(dǎo)入新課
兩個(gè)物體碰撞時(shí)，彼此間會(huì)受到力的作用，那么一個(gè)物體動(dòng)量的變化和它所受的力有怎樣的關(guān)系呢？
為了分析問(wèn)題的方便，我們先討論物體受恒力的情況。
物理觀念 理解沖量的概念及其矢量性，知道的沖量的意義，即動(dòng)量定理及其表達(dá)式的物理意義。
科學(xué)思維 能在恒力情況下進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出動(dòng)量定理及其表達(dá)式。培養(yǎng)學(xué)生思考分析能力。培養(yǎng)建構(gòu)模型能力。
科學(xué)探究 經(jīng)歷對(duì)動(dòng)量定理及其表達(dá)式的探究過(guò)程，嘗試用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題。能在觀察和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出合理猜想與假設(shè)；具有設(shè)計(jì)探究方案和獲取證據(jù)的能力。
科學(xué)態(tài)度 與責(zé)任 具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動(dòng)與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見(jiàn)解，實(shí)事求是有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn) 推導(dǎo)動(dòng)量定理的表達(dá)式。
難點(diǎn) 應(yīng)用動(dòng)量定理解決實(shí)際問(wèn)題
一、動(dòng)量定理
1.2 動(dòng)量定理
一、動(dòng)量定理
以上的現(xiàn)象中物體的動(dòng)量都發(fā)生了變化，過(guò)程原理你能說(shuō)清楚嗎？（提示：嘗試從作用時(shí)間、動(dòng)量變化、作用力的尋找角度去思考。）
輪船靠岸的過(guò)程輪胎起了緩沖作用。
問(wèn)題情景1：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(guò)時(shí)間 t，速度由v 變?yōu)関′，如圖所示，則：
可得F t= mv′ - mv ，即F t= p′ - p
物體的初動(dòng)量為 p= mv,末動(dòng)量為p′ = mv′ ,
物體的加速度為:
由牛頓第二定律F = ma 得 ,
F

F

一、動(dòng)量定理
問(wèn)題情景2：假設(shè)在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，質(zhì)量為m的物塊的速度由v1 變?yōu)関2 ，已知兩力作用的時(shí)間為 t，試用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律來(lái)表述加速度，聯(lián)立兩式消去加速度，找出力與質(zhì)量和速度的關(guān)系。
沖量
動(dòng)量
一、動(dòng)量定理
一、動(dòng)量定理
問(wèn)題情景3如果是在斜面上呢，還會(huì)得到什么推理形式？
一、動(dòng)量定理
沖量與功的比較
沖量
功
區(qū)
別
公式
標(biāo)、矢量
意義
正負(fù)
作用效果
單位
N·S
I=Ft
W=Fxcos θ
矢量
標(biāo)量
N·m（J）
力對(duì)時(shí)間的積累, 對(duì)應(yīng)一段時(shí)間
在F-t圖像中可以用面積表示
力對(duì)位移的積累, 對(duì)應(yīng)一段位移
在F-x圖像中可以用面積表示
正負(fù)表示與正方向相同或相反
正負(fù)表示動(dòng)力做功或阻力做功
改變物體的動(dòng)量
改變物體的動(dòng)能
某個(gè)力對(duì)物體有沖量,
力對(duì)物體不一定做功；
某個(gè)力對(duì)物體做了功,
力對(duì)物體一定有沖量。
F
t
F
△t
沖量是過(guò)程量，反映了力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)
一、動(dòng)量定理
一、動(dòng)量定理
1.求某個(gè)恒力的沖量：用該力和力的作用時(shí)間的乘積．
2.求合沖量的兩種方法（一維情況）：
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Δt求解．
思考：若F為變力，如何求其沖量？
說(shuō)明：沖量的計(jì)算要明確求哪個(gè)力的沖量，還是物體的合外力的沖量。 I = Ft 只能求恒力的沖量。
一、動(dòng)量定理
將該段時(shí)間
無(wú)限分割
F
t/s
4
3
2
1
0
2
4
6
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
一段時(shí)間內(nèi)的變力
近似認(rèn)為物體在每一時(shí)段以受到某一恒力
一段時(shí)間內(nèi)的變力的沖量
微分求和
由圖可知F-t圖線(xiàn)與時(shí)間軸之間所圍的“面積”的大小表示對(duì)應(yīng)時(shí)間t0內(nèi)，力F0的沖量的大小。
微元法
10
1.對(duì)于方向不變、大小隨時(shí)間均勻變化的變力（力與時(shí)間成線(xiàn)性關(guān)系變化）,沖量也可用I=F(t'-t)計(jì)算,但式中的F應(yīng)為Δt時(shí)間內(nèi)的平均力,即
2.若給出了力隨時(shí)間變化的圖像（如圖），可用面積法求變力的沖量．
一、動(dòng)量定理
4.動(dòng)量定理的適用范圍
(1)動(dòng)量定理不但適用于恒力，也適用于隨時(shí)間變化的變力，對(duì)于變力，動(dòng)量定理中的F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值；
(2)動(dòng)量定理不僅可以解決勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，還可以解決曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)問(wèn)題，將較難的計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較易的計(jì)算問(wèn)題；
(3)動(dòng)量定理適用于宏觀低速、微觀現(xiàn)象和變速運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題。
動(dòng)量定理的優(yōu)點(diǎn)：不考慮中間過(guò)程，只考慮初末狀態(tài)。
一、動(dòng)量定理
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
1.2動(dòng)量定理
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
防震泡沫材料
輪胎防撞保護(hù)
防護(hù)頭盔
跳遠(yuǎn)比賽
這些場(chǎng)景中的墊子、沙坑、輪胎的緩沖為什么可以保護(hù)好人和船不受到太大力的作用？
由Ft=Δp可知：
△p一定，t長(zhǎng)則F小
懸掛輪胎的游船準(zhǔn)備靠岸
跳高比賽
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
這些場(chǎng)景中為什么物體可以獲得更大的作用力呢？
錘子釘釘子
棒球比賽
高爾夫球比賽
由Ft=Δp可知：
△p一定，t短則F大
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
【例題】一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間 為0.01s。球棒對(duì)壘球的平均作用力是多大？
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
解析 壘球的初動(dòng)量為
p=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5kg·m/s
壘球的末動(dòng)量為
pˊ=mvˊ=(－0.18)×25 kg·m/s= － 8.1kg·m/s
由動(dòng)量定理知壘球所受的平均作用力為
負(fù)號(hào)表示力的方向與壘球飛來(lái)的方向相反
現(xiàn)在回頭解釋課堂開(kāi)始的問(wèn)題，物體的受力與各自的動(dòng)量變化有怎樣的關(guān)系呢？
二、動(dòng)量定理的應(yīng)用
三、課堂總結(jié)
1.2動(dòng)量定理
動(dòng)量定理
動(dòng)量定理
利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理
沖量
動(dòng)量定理
動(dòng)量定理的應(yīng)用
動(dòng)量定理的應(yīng)用步驟
動(dòng)量定理解釋生活現(xiàn)象
四、練習(xí)與應(yīng)用
1.2動(dòng)量定理
四、練習(xí)與應(yīng)用
1.在生活中躺著看手機(jī)，經(jīng)常出現(xiàn)手機(jī)砸傷眼睛的情況。如圖所示，假設(shè)手機(jī)和手機(jī)外殼總質(zhì)量約為200g，從離人眼約20cm的高度無(wú)初速掉落，砸到眼睛后手機(jī)反彈速率為碰撞前的，眼睛受到手機(jī)的沖擊時(shí)間約為0.11s，取重力加速度，下列分析正確的是（　　）
A．手機(jī)對(duì)眼睛的沖量方向豎直向上
B．手機(jī)對(duì)眼睛的沖量大小約為
C．手機(jī)對(duì)眼睛的平均作用力大小約為
D．手機(jī)與眼睛作用過(guò)程中手機(jī)的動(dòng)量變化大小約為
A．手機(jī)對(duì)眼睛的沖量方向與手機(jī)對(duì)眼睛的作用力方向相同，因此沖量方向豎直向下。故A錯(cuò)誤；D．手機(jī)未接觸眼睛前做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有解得手機(jī)反彈后速度大小為
取豎直向上為正方向，手機(jī)與眼睛作用過(guò)程中手機(jī)的動(dòng)量變化大小約為
故D錯(cuò)誤；
BC．由動(dòng)量定理有，手機(jī)對(duì)眼睛的平均作用力大小滿(mǎn)足
解得手機(jī)對(duì)眼睛的沖量大小為
故B正確；C錯(cuò)誤。故選B。

四、練習(xí)與應(yīng)用
2.（多選）如圖甲所示，質(zhì)量為2kg的物塊靜止放置在水平地面上，物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平方向的拉力F，拉力大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．在0~4s內(nèi)，重力對(duì)物塊的沖量大小為0
B．在0~4s內(nèi)，拉力F對(duì)物塊的沖量大小為
C．在0~4s內(nèi)，摩擦力對(duì)物塊的沖量大小為
D．在t=4s時(shí)刻，物塊的速度大小為4m/s
四、練習(xí)與應(yīng)用
A．在0~4s內(nèi)，重力對(duì)物塊的沖量大小為故A錯(cuò)誤；B．在0~4s內(nèi)，拉力F對(duì)物塊的沖量大小為故B正確；C．物塊受到的最大靜摩擦力為可知0~2s內(nèi)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到靜摩擦力作用；2~4s內(nèi)，物,塊受到滑動(dòng)摩擦力作用，則在0~4s內(nèi)，摩擦力對(duì)物塊的沖量大小為故C正確；D．水平方向由動(dòng)量定理可知解得在時(shí)刻，物塊的速度大小為故D錯(cuò)誤。故選BC。
四、練習(xí)與應(yīng)用
3.將質(zhì)量為m=1 kg的小球,從距水平地面高h(yuǎn)=5 m處,以v0=10 m/s的水平速度拋出,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2。求:
(1)拋出后0.4 s內(nèi)重力對(duì)小球的沖量;
(2)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)量的增量Δp;
(3)小球落地時(shí)的動(dòng)量p'。
四、練習(xí)與應(yīng)用
解析:(1)重力是恒力,0.4 s內(nèi)重力對(duì)小球的沖量
I=mgt=1×10×0.4 N·s=4 N·s,方向豎直向下。
小球飛行過(guò)程中只受重力作用,所以合外力的沖量為
I'=mgt=1×10×1 N·s=10 N·s,方向豎直向下
由動(dòng)量定理得Δp=I'=10 kg·m/s,方向豎直向下。
四、練習(xí)與應(yīng)用
(3)小球落地時(shí)豎直分速度為vy=gt=10 m/s。
方向與水平方向的夾角為45°。
四、練習(xí)與應(yīng)用
五、提升訓(xùn)練
1.2動(dòng)量定理
五、提升訓(xùn)練
1.如圖所示,從高處跳到低處時(shí),為了安全,一般都要屈腿,這樣做是為了(　　)
A.減小沖量
B.減小動(dòng)量的變化量
C.增大與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力
D.增大人對(duì)地面的壓強(qiáng),起到安全作用
答案:C
解析:人在和地面接觸時(shí),人的速度減為零,由動(dòng)量定理可知(F-mg)t=Δp,而屈腿可以增加人著地的時(shí)間,從而減小受到地面的沖擊力,故選C。
五、提升訓(xùn)練
2.（多選）如圖甲所示，在傾角為的粗糙斜面的底端，一質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊壓縮一輕彈簧并鎖定，滑塊與彈簧不相連。的解除鎖定，計(jì)算機(jī)通過(guò)傳感器描繪出滑塊的速度時(shí)間圖像如圖乙所示，其中oab段為曲線(xiàn)，bc段為直線(xiàn)。若取。則（　　）
A．在時(shí)間內(nèi)，物塊的機(jī)械能不斷增大
B．末，滑塊到達(dá)斜面最高點(diǎn)
C．滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)
D．在時(shí)間內(nèi)，小球所受合外力的沖量為0
五、提升訓(xùn)練
A．在時(shí)間內(nèi)，物塊在彈力大于摩擦力的過(guò)程中，由于彈簧彈力所做的正功大于摩擦力做的負(fù)功，所以物塊的機(jī)械能增加，物塊在彈力小于摩擦力的過(guò)程中，由于彈簧彈力所做的正功小于摩擦力做的負(fù)功，所以物塊的機(jī)械能減少，與彈簧分離后，由于摩擦力做負(fù)功，物塊的機(jī)械能減少，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖乙可知0.1s后物塊離開(kāi)彈簧做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為根據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系得出0.3s末的速度此時(shí)物塊到達(dá)斜面最高點(diǎn)，故B正確；
五、提升訓(xùn)練
C．根據(jù)牛頓第二定律得解得故C正確；D．根據(jù)圖乙知末時(shí)的滑塊的速度方向沿斜面向上，大小為0.3s后物塊從最高點(diǎn)開(kāi)始返回，利用牛頓第二定律得出返回時(shí)的加速度大小為根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間得出時(shí)的速度方向沿斜面向下，大小為根據(jù)動(dòng)量定理知小球所受合外力的沖量為故D錯(cuò)誤。故選BC。

展開(kāi)更多......

收起↑