動量守恒定律第2節(jié)

動量定理CONTENTS01沖量02動量定理03學以致用04拓展練習目錄“雞蛋撞地球”是初見于20世紀80年代英國科促會青少年部組織的青少年科技活動，目前已受到國內眾多科技愛好者的喜愛。該活動要求參與者利用生雞蛋、降落傘材料、緩沖包裝材料等制作裝置使雞蛋撞地而不碎，考查選手充分應用創(chuàng)造性思維方式去解決問題。雞蛋撞地球【方法一】給雞蛋增加減速裝置，利用降落傘、氣球等減小落地速度（v），從而減小雞蛋所受的撞擊力(F)。【方法二】給雞蛋增加緩沖裝置，包括加軟質材料進行包裝、三角支架等增加緩沖時間（t），從而減小雞蛋所受的撞擊力(F)。水泥地面雞蛋撞地球①

消防救生氣墊，它具有充氣時間短，緩沖效果顯著等特點，是一種高空逃生的救生設備。②

跳高比賽中的海綿墊，能夠在運動員落地時起到很好的緩沖效果，從而避免運動損傷。①

堅硬的地面與玻璃杯的作用時間很短，作用力較大，玻璃杯容易被摔碎。②

接籃球時將手順勢收回，延長籃球與手的作用時間，能夠減小手受到的力。01沖

量理解沖量的概念，區(qū)分沖量與功，會用圖像法求變力的沖量。動量守恒定律

在光滑水平面上的質量為m的物體在水平恒力F的作用下，經過時間t，速度由v

變?yōu)関′.如何推導這幾個量之間的關系？可得Ft=mv′-

mv

，即Ft=p′-p

解：如圖所示,物體的初動量為p=mv,末動量為p′=mv′

,由加速度的定義式:由牛頓第二定律F=ma=,公式推導1.定義：力F與作用時間Δt的乘積叫作力的沖量。2.公式：I=F·Δt(N·s)3.矢量：沖量的方向由力的方向決定，若為恒定方向的力，則沖量的方向跟這力的方向相同。4.過程量：沖量反映了力對時間的積累效應。沖

量Ft=mv′-

mv動量沖量思考如果一個力隨時間不斷變化，又該怎樣求沖量？我們可以把整個過程細分為很多短暫過程，每個短暫過程中物體所受的力沒有很大的變化，這樣該短暫過程中力的沖量就對應圖中陰影部分的面積。應用“微元法”的思想可以得出左圖中曲邊梯形的面積等于力F的沖量大小。沖量功單位N·sJ公式I=F·ΔtW=Fl·cosα標矢矢量標量意義表示力對時間的累積表示力對空間的累積正負表示沖量的方向表示動力（阻力）做功效果改變物體的動量改變物體的能量

如圖所示，質量為m的物體從傾角為θ的固定斜面的頂端恰好勻速滑下，所用時間為t，下列說法中正確的是（）課堂練習1A．支持力沖量為零B．摩擦力沖量大小為mgtsinθC．重力的沖量大小為mgtsinθD．合力的沖量大小為mgt-mgtsinθB【解析】受力分析可知支持力大小為mgcosθ，摩擦力大小為mgsinθ，重力為mg，合力為0。根據公式I=F·Δt，可分別計算出各力的沖量。

恒力F作用在質量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動，則經時間t，下列說法正確的是（）課堂練習2BD【解析】拉力F對物體的沖量大小I=Ft；物體靜止在地面上，合力為零，則合力對物體的沖量為零。注意理解沖量與做功的本質區(qū)別。A．拉力F對物體的沖量大小為零

B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是FtcosθD．合力對物體的沖量大小為零02動量定理動量守恒定律理解動量定理、運用動量定理解決物理問題1.定義：物體在一個過程中所受力的沖量等于它始末的動量變化量。2.公式：F·Δt=Δp=p’-p3.理解：(1)表明合外力的沖量是動量變化的原因；(2)動量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動量變化的方向相同。動量定理Ft=mv′-

mv動量沖量動量動量變化量動量變化率公式p=mvΔp=p2-p1性質矢量實例

小球在不同時刻動量不同（大小

方向都變化）；相同時間內動量

變化量相同；動量變化率實際為重力G。理解狀態(tài)量注意矢量運算牛頓第二定律的另一種形式4.適用條件： (1)適用于恒力或者變力的沖量； (2)適用于直線運動或者曲線運動； (3)適用于宏觀低速物體或者微觀高速物體； (4)只考慮初末狀態(tài)而不用考慮中間過程。動量定理Ft=mv′-

mv動量沖量

一個質量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒擊打后反向水平飛回，速度的大小為45m/s。若球棒與壘球的作用時間為0.002s，球棒對壘球的平均作用力是多大？典例分析

人們對手機的依賴性越來越強，有些人喜歡躺著看手機，經常出現手機砸傷眼睛的情況。若手機質量為120g，從離人眼為20cm的高度無初速掉落，砸到眼睛后手機反彈的高度為5cm，眼睛受到手機的沖擊時間約為0.1s，（不計空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2）。求：

(1)手機與眼睛作用過程中手機動量變化大小；(2)手機對眼睛的平均作用力為多大。課堂練習3

人們對手機的依賴性越來越強，有些人喜歡躺著看手機，經常出現手機砸傷眼睛的情況。若手機質量為120g，從離人眼為20cm的高度無初速掉落，砸到眼睛后手機反彈的高度為5cm，眼睛受到手機的沖擊時間約為0.1s，（不計空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2）。求：

(1)手機與眼睛作用過程中手機動量變化大小；(2)手機對眼睛的平均作用力為多大。課堂練習303學以致用動量守恒定律建立合適的物理模型，運用動量定理解釋分析生活中的現象

如何運用動量定理解釋生活中的相關現象？

思考①△p一定，t短則F大，t長則F?。虎趖一定，F大則△p大，F小則△p?。虎跢一定，t長則△p大，t短則△p小?！彌_裝置F·Δt=Δp蛋碎瓦全實驗14．安全氣囊是汽車安全保障的重要設施，它與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供有效的防撞保護，在汽車相撞時，汽車安全氣囊可使頭部受傷率減少25%，面部受傷率減少80%左右。若某次汽車安全測試中，汽車發(fā)生劇烈碰撞時，安全氣囊未打開，與安全氣囊順利打開相比，下列說法正確的是（設每次測試汽車速度相同）（

）A．安全氣囊未打開時，模擬乘員的動量變化量大B．安全氣囊打開時，模擬乘員的動量變化慢C．安全氣囊未打開時，模擬乘員受到撞擊力的沖量大D．安全氣囊打開時，模擬乘員受到的撞擊力小BD課堂練習4【解析】由于汽車的初末速度相同，因此動量的變化量相同，根據動量定理可知，合外力的沖量相同，安全氣囊打開時，力的作用時間延長，撞擊力較小。04拓展練習動量守恒定律①

在流體類問題的求解②

動量定理的綜合應用Ft=

mv-mv01.建立“柱狀”模型，柱體的橫截面積為S；2.研究“微元”對象，Δt時間內流體長度為v0Δt，對應的質量為m=ρSv0Δt；3.建立方程，應用動量定理列式計算。流體模型微元法v0Δtm=ρSv0Δt

使用高壓水槍作為切割機床的切刀具有獨特優(yōu)勢，得到廣泛應用，如圖所示，若水柱截面為S，水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上，之后水速變?yōu)榉聪?.5v，已知水的密度為ρ，求：(1)單位時間內射到鋼板上水的質量；

(2)水對鋼板的沖擊力大小。課堂練習5【解析】(1)在時間t內，圓柱體的體積為V=vtS，質量為M=ρV=ρvtS.因此，單位時間內射到鋼板上的水的質量為m=M/t=ρvS.

使用高壓水槍作為切割機床的切刀具有獨特優(yōu)勢，得到廣泛應用，如圖所示，若水柱截面為S，水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上，之后水速變?yōu)榉聪?.5v，已知水的密度為ρ，求：(1)單位時間內射到鋼板上水的質量；

(2)水對鋼板的沖擊力大小。課堂練習5

在有些物理情境中，可以選擇運動的整個過程進行分析，而不必考慮中間的運動過程，這樣會使得問題的分析更為簡潔。全程分析vt1t2

如圖所示，一高空作業(yè)的工人重為600N，系一條長為L=5m的安全帶，若工人不慎跌落時安全帶的緩沖