人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 2.动量定理.ppt

解析重力对滑块的总冲量为mg(t1+t2),A项错误;支持力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)cosθ,B项正确;整个过程中滑块的动量发生了改变,故合外力的总冲量不为0,C项错误;上滑过程和下滑过程摩擦力的方向相反,故若以沿斜面向上为正方向,摩擦力的总冲量为Ff(t2-t1),D项错误。方法技巧计算冲量的两点技巧(1)求各力的冲量或者合力的冲量时,首先做好受力分析,判断是恒力还是变力。(2)若是恒力,可直接用力与作用时间的乘积计算;若是变力,要根据力的特点求解,或者利用动量定理求解。对点演练2.(2024安徽合肥高二期末)质量为m的小球从距地面高h处自由下落,与地面碰撞时间为Δt,地面对小球的平均作用力为F,取竖直向上为正方向,在与地面碰撞过程中()B.地面对小球作用力的冲量为FΔtC.合外力对小球的冲量为(mg+F)ΔtD.合外力对小球的冲量为(mg-F)ΔtB解析在与地面碰撞过程中,因取竖直向上为正方向,故重力的冲量为-mgΔt,地面对小球作用力的冲量为FΔt,所以合外力对小球的冲量为(F-mg)Δt,故B正确。探究点二动量定理的理解及应用导学探究如图所示,假定一个质量为m的物体在碰撞时受到另一个物体对它的作用力是恒力F,在这个力的作用下,经过时间t,速度从v变为v。应用牛顿第二定律和运动学公式推导这个物体的动量改变量Δp与恒力F及作用时间t的关系。知识归纳1.动量定理的理解(1)动量定理的表达式mv-mv=FΔt是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(3)公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是均匀变化的力,则F应是合外力在作用时间内的平均值。2.动量定理的应用(1)定性分析有关现象①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小。②物体所受的合外力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小。(2)定量计算有关物理量动量定理p-p=I中,动量变化量Δp与合外力的冲量大小相等,方向相同,据此有:①应用I=Δp,求变力的冲量。②应用Δp=FΔt,求恒力作用下曲线运动中物体动量的变化。③应用动量定理可以计算某一过程中的平均作用力,通常用于计算持续作用的变力的平均值。典例剖析【例题3】(2024山东泰安月考)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,那么:(1)忽略铁锤所受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是多大?(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力又是多大?(g取10m/s2)解析(1)以铁锤为研究对象,忽略所受重力时,只受钉子的作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正方向,由动量定理可得F1t=0-m(-v)由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为200N,方向竖直向下。(2)若考虑铁锤所受的重力,设此时受钉子的作用力为F2,以铁锤为研究对象,取竖直向上为正方向由动量定理可得(F2-mg)t=0-m(-v)由牛顿第三定律知,此时钉子受到的平均作用力为205N,方向竖直向下。答案(1)200N(2)205N方法技巧应用动量定理定量计算的一般步骤对点演练3.质量m=70kg的撑竿跳高运动员从最高点h=5.0m高处落到海绵垫上,经Δt1=1s停止,则海绵垫对运动员的平均作用力大小约为多少?如果是落到普通沙坑中,经Δt2=0.1s停止,则沙坑对运动员的平均作用力大小约为多少?(忽略空气阻力,g取10m/s2)?解析在全过程以运动员为研究对象,初、末动量的数值都是0,所以运动员的动量变化量为零,以竖直向下为正方向,根据动量定理,合力的冲量为零,根据h=gt2可知,物体下落到地面上所需要的时间是t=1s从开始下落到落到海绵垫上停止的过程有mg(t+Δt1)-FΔt1=0代入数据,解得F=1400N下落到沙坑的过程有mg(t+Δt2)-FΔt2=0代入数据,解得F=7700N。答案1400N7700N探究点三应用动量定理解释现象导学探究在日常生活中,有不少这样的事例:跳远时要跳在沙坑里;跳高时在落地处要放海绵垫子;从高处往下跳,落地后双腿往往要弯曲;轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡胶轮胎等,这样做的目的是什么?提示题给方式可经过较长的作用时间使速度减小为0,在动量变化量相同的情况下,受到的冲击力减小,从而起到保护作用。知识归纳动量变化量与作用力的关系分类原理解释Δp一定由F合=