《创新课堂》第一章 动量守恒定律 2.动量定理 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）

(课件网) 2.动量定理 1.会用牛顿运动定律推导动量定理。 2.知道冲量的概念，会计算某力的冲量。 3.会应用动量定理解决有关问题。 学习目标 01 知识点一　动量定理 目 录 02 知识点二　动量定理的应用 03 素养培优 04 随堂演练 05 课时作业 01 PART 知识点一　动量定理 情境：如图所示，一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作 用，经过时间Δt，物体的速度从v变为v'。 问题：应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体动量的变化量Δp与恒力F 及作用时间t的关系。 整理得FΔt＝m（v'－v）＝mv'－mv 即FΔt＝p'－p＝Δp。 提示：物体在运动过程中的加速度a＝　① 根据牛顿第二定律，有F＝ma　② 由以上两式得F＝m 1. 冲量 （1）定义：力与力的作用时间的 。 （2）定义式：I＝ 。 （3）单位：牛秒，符号是 。 （4）矢量性：冲量是 （填“矢”或“标”）量。如果力的方向恒 定，则冲量的方向与力的方向 。 乘积　 FΔt　 N·s　 矢　 相同　 2. 动量定理 （1）内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动 量 。 （2）表达式：I＝ 或F（t'－t）＝ 。 变化量　 p'－p　 mv'－mv　 【易错辨析】 1. 冲量是矢量，方向与动量变化量的方向相同。 （　√　） 2. 力越大，力对物体的冲量就越大。 （　×　） 3. 若物体在一段时间内动量发生了变化，则物体在这段时间内受到的合外 力一定不为零。 （　√　） 4. 合力越大，动量变化越快。 （　√　） √ × √ √ 1. 冲量的理解 （1）过程量：研究冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪 个力在哪段时间内对哪个物体的冲量。 （2）意义：反映了力的作用对时间的累积效应。 （1）恒力冲量的计算：直接用公式I＝FΔ t计算。 （2）变力冲量的计算： ①“平均力”法：如图甲所示，力与时间成线性关系时，则I＝Δt＝ （t2－t1）。 ②“面积”法：在F-t图像中，图线与t轴所围的面积等于对应时间内力的 冲量。图甲、乙中阴影部分的面积即为t1～t2时间内变力的冲量。 2. 冲量的计算 （3）合冲量的计算 ①可分别求每一个力的冲量I1，I2，I3，…，再求各冲量的矢量和； ②如果各个力（均为恒力）的作用时间相同，可以先求合力，再用公式I合 ＝F合Δt求解。 3. 动量定理反映了合力的冲量是动量变化的原因。 【例1】　（恒力的冲量）如图所示，质量为2 kg的物体沿倾角为 30°，高为5 m的光滑固定斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g 取10 m/s2，求： （1）重力的冲量； 答案： 40 N·s，方向竖直向下　 解析： 由于物体下滑过程中各个力均为恒力，所以只要求出物体下 滑的时间，便可以用公式I＝F·t逐个求出。由牛顿第二定律得a＝＝ gsin θ＝5 m/s2 由x＝at2，得t＝＝＝2 s 重力的冲量为IG＝mg·t＝2×10×2 N·s＝40 N·s，方向竖直向下。 （2）支持力的冲量； 答案： 20 N·s，方向垂直于斜面向上　 解析：支持力的冲量为IN＝FN·t＝mgcos θ·t＝20 N·s，方向垂直于斜面向上。 解析：合力的冲量为I合＝F合·t＝mgsin θ·t＝20 N·s，方向沿斜面向下。 （3）合力的冲量。 答案： 20 N·s，方向沿斜面向下 【例2】　（变力的冲量）一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开 始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则（　　） A. 0～2 s时间内，合力F对物块的冲量为4 N·s B. 2～3 s时间内，合力F对物块的冲量为1 N·s C. 0～3 s时间内，合力F对物块的冲量为2 N·s D. 3 s末，物块的速度为2 m/s √ 解析： 　由题图可知，0～2 s时间内，合力F对物块的冲量为I1＝（1＋ 2）×2 N·s＝3 N·s，故A错误；由题图可知，2～3 s时间内，合力F对物块 的冲量为I2＝－1 N×1 s＝－1 N·s，故B错误； ... ...