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(共20張PPT)
第一章 動量守恒定律
1.2 動量定理
新課引入
跳高比賽
跳遠比賽
懸掛輪胎的游船準備靠岸
這些場景中的墊子、沙坑、輪胎有什么共同的作用？
緩 沖
在動能定理中，動能的變化是由于合力對物體做功的結果。
F x是力在空間上的積累，稱為合力的功。即合力在空間上的積累引起動能的變化。
動量的變化與速度的變化有關，而速度的變化是因為有加速度，而加速度是由物體所受的合外力產生的。
那么，動量的變化又是什么原因引起的呢？
推導合外力與動量變化量的關系
物理情境：質量為m的物體，在恒定的合力F的作用下做勻加速直線運動，經過一段時間t，速度由v 變為v′
分析：
由牛頓第二定律知：
而加速度定義有：
變形可得：
F = m a
聯立可得：
= p/ t
這就是牛頓第二定律的另一種表達形式。
表明動量的變化是合力在時間上的積累效果。
F
F
v
v
′
—— 合力F 作用了時間 t ——
一、沖量I
1、定義：作用在物體上的力和作用時間的乘積，叫做該力對這個物體的沖量I
3、單位：牛·秒，符號是N·s
4、性質：沖量是矢量，方向與力的方向相同；
沖量是過程量，反映了力對時間的積累效應
2、表達式：I=F t
沖量和功不同，恒力在一段時間內可能不做功，但一定有沖量。
計算上要明確求哪個力的沖量
只能求恒力的沖量
用F-t圖像求力的沖量：圖線與t軸所圍的面積表示F在t內的沖量，即可求恒力的沖量。
F
t
F
△t
新課講授
思考：如果力是變力，是否可以用I = F t 來求沖量呢？如果不行，那又應該怎么辦呢？
F
0
t/s
F
0
t/s
F-t圖像求力的沖量
如果力是變力，我們可以借助 F-t 圖像做如下處理：
總結：①如果力是恒力，即可以用I = F t 來求沖量，也可以用F-t 圖像面積來求沖量。
②如果力是變力，可以用F-t 圖像面積來求沖量。
一物體受到方向不變的力F作用，其中力的大小隨時間變化的規律如圖所示，則力F在6s內的沖量大小為（　　）
A．9N·s
B．13.5N·s
C．15.5N·s
D．18N·s
B
課堂練習
如圖所示，質量為2kg的物體由高為h=5m的傾角為θ =300光滑斜面頂端無初速滑到底端過程中(g=10m/s2)，求：重力、彈力、合力的沖量大小各是多少？
【解析】
由F=ma得，下滑的加速度a=g·sin θ = 5m/s2.
由s=at2/2 得下滑時間
重力的沖 IG=mg·t=2×10×2N·s=40N·s.
支持力的沖量IF=F·t=mgcos300·t=20 N·s，
合外力的沖量IF合=F合·t=mgsin300 t=20N·s.
如圖所示，質量為m的物體在一個與水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右勻速運動，則下列關于物體在時間t內所受力的沖量，正確的是（　　）
A．拉力F的沖量大小為Ftcosθ
B．摩擦力的沖量大小為Ftsinθ
C．重力的沖量大小為mgt
D．物體所受支持力的沖量大小為mgt
C
課堂練習
新課講授
我們把力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化這樣一個結論叫作動能定理。
經過推導，我們發現力在一個過程中對所受力的沖量，等于物體在這個過程中始末動量變化量，這個結論我們把它叫作什么呢？
即： F t = p – p
即：
二、動量定理
1、內容：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化，這就是動量定理。
2、表達式：
或
3、適用范圍
適用于恒力，也適用于變力
適用于直線運動，也適用曲線運動
適用于宏觀物體，也適用于微觀物體
F為物體所受的合外力。
新課引入
跳高比賽
跳遠比賽
懸掛輪胎的游船準備靠岸
△P一定，t短則F大，t長則F小——緩沖；
動量定理的應用
泡沫網
運輸過程中，可以通過延長作用時間來減小作用力，起到緩沖的效果
雞蛋掉在海綿上不容易碎
玻璃杯從同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與水泥地撞擊過程中（ ）
A、玻璃杯的動量較大 B、玻璃杯受到的沖量較大
C、玻璃杯的動量變化較大 D、玻璃杯的動量變化較快
D
用動量定理定性解釋物理現象
用動量定理定性解釋物理現象
如圖所示，籃球運動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以 (　　)
A．減小球的動量的變化量
B．減小球對手作用力的沖量
C．減小球的動量變化率
D．延長接球過程的時間來
減小動量的變化量
C
解析：籃球的動量變化量一定，所以球對手的沖量也一定，A、B、D錯誤；由動量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，減小了球的動量變化率，C正確。
一個質量為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，速度的大小為45m/s。若球棒與壘球的作用時間為0.01s，球棒對壘球的平均作用力是多大？
v0
v
解題步驟：
1、明確研究對象和研究過程；
2、對物體受力分析找合力的沖量
3、對物體運動分析找初末動量
4、規定正方向，用動量定理列式求解。
動量定理的應用
優點：不考慮中間過程，只考慮初末狀態。
動量定理的應用
用0.5kg的鐵錘把釘子釘進木頭里，打擊時鐵錘的速度v＝4.0m/s，如果打擊后鐵錘的速度變為0，打擊的作用時間是0.01s，求鐵錘釘釘子的平均作用力。
解析：取鐵錘作為研究對象;
取豎直向下為正方向
合力的沖量是（ mg - F)t，
物體的初動量是m v，末動量是0，
則由動量定理得：（ mg - F)t= 0-m v
解得：F= 205N
由牛頓第三定律，鐵錘釘釘子的平均作用力為205N，方向向下。
質量為1kg的物體做直線運動，其速度圖象如圖所示。則物體在前10s內和后10s內所受合外力的沖量分別是 (　　)
A．10N s，10N s B．10N s，－10N s
C．0，10N s D．0，－10N s
D
解析：由圖象可知，在前10s內初、末狀態的動量相同，p1＝p2＝5kg m/s，由動量定理知I1＝0；
在后10s內末狀態的動量
p3＝－5kg m/s，由動量定理得
I2＝p3－p2＝－10N s，故D正確.
動量定理的應用
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