2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律新人教版选修3-5_2

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 动量守恒定律 第十六章 第二节 动量和动量定理 第十六章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 理解动量和冲量的概念，知道动量和冲量是矢量 知道动量的变化也是矢量， 会正确计算一维的动量变化 掌握动量定理， 并会应用它解决实际问题 课堂情景切入 鸡蛋从一米多高的地方落到地板上，肯定会被打破。现在，在地板上放一块泡沫塑料垫，我们尽可能把鸡蛋举得高 高的，然后放开手，让鸡蛋落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理。 知识自主梳理 1 定 义 运动物体的 _和它的 _的乘积叫做物体的动量。 2 表达式 p _。 3 单 位 _，符号 _。 4 方向 动量是矢量，它的方向与 _方向相同。 动 量 质量 速度 mv 千克米每秒 kgms 1 速度的 1 动 量的 变 化 因为 p mv，是矢量，只要 m的大小， v的大小和 v的方向三者中任何一个发生了 _ ，动量 p就发生变化。 2 动 量的 变 化量 (1)定义：物体在某段时间内 _与 _的矢量差 (也是矢量 )， p _。 (2)p p p，此式为矢量式，若 p、 p不在同一直线上时，要用 _定则 ( 或矢量三角形定则 )求矢量差，若在同一直线上，先规定正方向，再用正、负表示 p、 p，可用 p p p _进行代数运算求解。 动 量的 变 化量 变化 末动量 初动量 p p 平行四边形 mvt mv0 1 定 义 _与 _的乘积叫力的冲量。 2 表达式 I _ 3 方向 冲量是矢量，冲量的方向与 _方向一致，冲量的方向跟 _的方向一致 。 4 冲量的 单 位 在国际单位制中是 “_”， 符号 “_” 冲量 力 力的作用时间 Ft 力的 动量变化 牛顿 秒 Ns 1 内容 物体在一个过程始末动量的 _等于它在这个过程中 _的冲量。 2 表达式 _或 _ 3 动 量定理的 应 用 碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法 _冲击力的作用时间。要防止冲击力带来 的危害，就要减小冲击力，设法 _其作用时间。 动 量定理 变化量 所受力 mv mv F(t t) p p I 减少 延长 重点难点突破 一、 对动 量的理解 1 动 量是状 态 量 求动量时要明确是哪一物体在哪一状态 (时刻 )的动量， p mv中的速度 v是瞬时速度。 2 动 量的矢量性 动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同，有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后， 动量的矢量运算就可以转化为代数运算了。 3 动 量的相 对 性 指物体的动量与参考系的选择有关，选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下 ，物体的动量是指物体相对地面的动量。 4 动 量与速度、 动 能的区 别 和 联 系 (1)动量与速度 a区别：速度描述物体运动的快慢和方向；动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果。 b联系：动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同， p mv。 (2)动量和动能的比较 特 别 提醒： 动量是矢量，比较两个物体的动量时，不能仅比较大小，也应比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能 相等。 二、 对 冲量的理解 1 对 冲量的理解 (1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。 (2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变 化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。 (3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。 2 冲量的 计 算 (1)单个力的冲量：利用公式 I Ft计算。 (2)合力的冲量： 如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。 两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求 合力，再用公式 I合 F合 t求解。 变力的冲量：用动量定理列式求解。 特 别 提醒： (1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。 (2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。 甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。 乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合力的冲量为零。谁说的对？ 答案： 乙说的对。 解析： 小孩 给 汽 车 的推力的冲量大小 为 I Ft。 汽 车 没 动说 明它所受的合力 为 零，故其合外力的冲量 为 零。 2 动 量定理的 应 用 (1)应用动量定理 Ft p定性解释常见物理现象。 由上式可以看出如果保持 p一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少 作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。 反之，作用时间越长，力 F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海棉或弹 簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。 (2)应用 I p求变力的冲量。 如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用 Ft求力的冲量，也可以应用物体动量改变 p的大小 和方向来替代力的冲量。 如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用 Ft求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体 动量改变 p的大小和方向，替代变力的冲量。 3 应 用 动 量定理解 题 的一般步 骤 a选定研究对象，明确运动过程。 b进行受力分析和运动的初、末状态分析。 c选定正方向，根据动量定理列方程求解。 答案： C 解析： 人落地 动 量 变 化一定，屈腿下蹲延 缓 了人落地 时 动 量 变 化所用的 时间 ，依 动 量定理可知， 这样 就减小了地面 对 人的冲力，故 C正确。 考点题型设计 对动 量及 动 量 变 化的理解 解析： 当运 动 物体的速度增大 时 ，其末 态动 量 p2大于初 态动 量 p1，由矢量的运算法 则 可知 p p2 p10，与物体运 动 方向相同。如 图 (a)所示，所以 A 选项 正确。 当物体速度减小 时 ， p2p1，如 图 (b)所示， p与 p1或 p2方 向相反， B选项 正确。 当物体的速度大小不 变时 ，其方向可能 变 化，也可能不 变 化， 动 量可能不 变 化即 p 0，也可能 动 量大小不 变 而方 向 变 化，此种情况 p0， C选项 不正确。当物体做曲 线 运 动 时 ， 动 量的方向 变 化，即 动 量一定 变 化， p一定不 为 零，如 图 (c)所示，故 D选项 正确。 答案： ABD (1)若开始时足球的速度是 4m/s，方向向右，踢球后，球的速度为 10m/s，方向仍向右 (如图甲 )，则 足球的初动量 p _，方向 _，足球的末动量 p _，方向 _；在这一过程中足球动量的改变量 p _，方向 _。 (2)若足球以 10m/s的速度撞向球门门柱，然后以 3m/s速度反向弹回 (如图乙 )，则这一过程中足球的 动量改变量是 _，方向 _；动能改变量是 _。 答案： (1)1.6kgm/s方向向右； 4kgm/s方向向右； 2.4kgm/s方向向右。 (2)5.2kgm/s方向向左； 18.2J。 对 冲量的理解 解析： 力作用一段 时间 便有了冲量，而力作用一段 时间 后，物体的运 动 状 态发 生了 变 化，物体的 动 量也 发 生了 变 化 ，因此 说 冲量使物体的 动 量 发 生了 变 化， A选项 正确；只要 有力作用在物体上， 经历 一段 时间 ， 这 个力便有了冲量 I Ft ，与物体 处 于什么状 态 无关，物体运 动 状 态 的 变 化情况，是 所有作用在物体上的力共同 产 生的效果，所以 B选项 不正确； 物体所受冲量 I Ft与物体 动 量的大小 p mv无关， C选项 不正 确；冲量的方向与物体运 动 的方向无关，故 D选项 不正确。 答案： A 答案： D 解析： 由机械能守恒定律知两物体滑到斜面底端 时 速度的 大小相等，故 选项 D正确；速度的方向不同，故 C错 ；由 动 量 的定 义 式 I Ft知 A， B错 。故 选 D。 动 量定理的 应 用 答案： (1)200N，方向竖直向下 (2)205N，方向竖直向下 (3)见解析 A 1m/s B 1.5m/s C 2m/s D 2.5m/s 答案： CD 用 动 量定理定性解 释 物理 现 象 答案： C 解析： 篮 球的 动 量 变 化量一定，所以球 对 手的冲量也一 定， A、 B、 D错误 ；由 动 量定理 Ft p，可知 t增大，减 小了球的 动 量 变 化率， C正确。 易错案例剖析 A图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小 B图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大 C图甲中人对绳子拉力的