1.2动量和动量定理 课件 -2025年高二上学期物理人教版（2025）选择性必修第一册（23张PPT）（含音频+视频）.pptxVIP

动量和动量定理

上节课的实验探究结果提示我们，对于发生碰撞的两个物体，它们的质量和速度的乘积mv之和在碰撞前后可能是不变的。这使我们意识到mv这个物理量具有特别的意义，物理学中把它定义为物体的动量,用字母p表示。

认识动量

物体的质量与其速度的乘积叫做物体的动量.表达式：p=mv单位：kg·m/s

动量p

瞬时性:通常说物体的动量是其在某一时刻或某一位置的动量，相应的速度应取这一时刻或这一位置的瞬时速度.

矢量性：动量的方向与物体瞬时速度方向相同

动量的变化量Δp=mv-mv0

矢量运算

相对性：与瞬时速度v相关

一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。碰撞前后钢球的动量变化了多少?

例题1

总结：动量变化量是矢量，求得的负值表示其方向与所设正方向相反，在选定坐标轴的方向之后，动量的运算就可以简化成代数运算。

练习1.两个具有相等动量的物体A、B，质量分别为m1和m2，且m1＞m2，则()

A．B动能较大

B．A动能较大

C．两物体动能相等

D．无法判断

A

练习2.甲、乙两物体动能相等，质量之比为m甲∶m乙=1∶4，则它们的动量大小之比p甲∶p乙为()

A．1∶1 B．1∶2

C．1∶4 D．4∶1

B

在前面所学的动能定理中，我们知道，动能的变化是由于力的位移积累即力做功的结果，那么，动量的变化又是什么原因引起的呢?

速度变化是因为有加速度

牛顿第二定律

加速度是由物体所受合外力产生

一个物体动量的变化和它所受的力有怎样的关系呢?

二、牛顿第二定律推导动量的变化

设置物理情景：质量为m的物体在光滑水平面上，受到恒力F的作用，经过一段时间Δt，速度由v变为v′，如图：

加速度定义：

联立可得：

这就是牛顿第二定律的另一种表达形式.

变形可得：

表明动量的变化与力的时间积累效果有关.

FΔt=mv–mv

三、冲量

1.定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.

2.公式：I=Ft单位：牛·秒(N·s)

(1)冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向相同.

(2)冲量是过程量，与一段时间对应，反映的是力对时间的积累.

(3)I=Ft只能求恒力的冲量.

3.特点：

思考：若力F为变力，怎么求冲量?

将该段时间

无限分割

一段时间内的变力

近似认为物体在每一时段内受到恒力作用

一段时间内的变力的冲量

微分求和

微元法

由图可知F-t图线与时间轴所围“面积”大小表示对应时间t内，力F的冲量的大小.

思考：若F为变力，怎么求冲量?

四、动量定理

有了冲量的概念，表达式也可以写成：I＝p′－p

也可以写作：F(t′－t)＝mv′－mv

这表明：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变化量，这个关系叫作动量定理。

实际上，物体在碰撞过程中受到的作用力往往不是恒力。在变力作用的情况下，动量定理还成立吗？

这里说的“力的冲量”是指合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和

变力的冲量

变力作用的动量定理

实际过程细分为很多短暂过程，每个短暂过程中物体受力可视为恒力，这样每个短暂过程就可应用FΔt=Δp，把应用于每个短暂过程的关系式相加，就得到整个过程的动量定理.在应用FΔt=Δp处理变力问题时，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值.

提示：动量定理的表达式是矢量式，解题需先规定正方向.

例.一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的平均作用力为多大?(g取10m/s2，不计空气阻力)

答案：3N

应用动量定理解题的一般步骤

直接跳在水泥地上行吗?

应用动量定理分析生活现象

FΔt=Δp

Δp一定，Δt越长，F越小

Δp一定，Δt越短，F越大

相关物理现象

『想一想』

鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被打破.现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同一高度自由落下，落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理.

解析：鸡蛋落地动量变化Δp一定，鸡蛋落到塑料垫上时，作用时间Δt变大，根据动量定理F·Δt＝Δp，可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破.

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