高中物理 第十六章 动量守恒定律 2 动量和动量定理同步备课学案 新人教版选修3-5

1、2 动量和动量定理目标定位1.理解动量的概念，知道动量和动量变化量均为矢量，会计算一维情况下的动量变化量.2.知道冲量的概念，知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义，掌握其表达式.4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象一、动量1定义运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式pmv；单位：千克米/秒，符号：kgm/s.2矢量性方向与速度的方向相同运算遵循平行四边形定则3动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，ppp(矢量式)(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量都用带有正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(

2、此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)【深度思考】质量相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？答案不一定动量是矢量，有方向，而动能是标量，无方向质量相同的两个物体动能相同，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同【例1】关于动量的概念，下列说法中正确的是()A动量大的物体，惯性一定大B动量大的物体，运动一定快C动量相同的物体，运动方向一定相同D动量相同的物体，动能也一定相同解析物体的动量由质量及速度共同决定，动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；动量大的物体速度不一定大，B错；动量相同指的是动量的大小和方向都相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同

3、，C对；有动量和动能的关系p知，只有质量相同的物体动量相同时，动能才相同，故D错答案C动量和动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式pmvEkmv2标矢性矢量标量变化决定因素物体所受冲量外力所做的功换算关系p，Ek特别提醒比较两个物体动量时，不能仅比较大小，也应比较方向【例2】羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s，假设球飞来的速度为50 m/s，运动员将球以100 m/s的速度反向击回设羽毛球的质量为10 g，试求：(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量解析(1)以羽毛球飞来的方向为正方向，则p1

4、mv11010350 kgm/s0.5 kgm/s.p2mv210103100 kgm/s1 kgm/s.所以动量的变化量pp2p11 kgm/s0.5 kgm/s1.5 kgm/s.即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kgm/s，方向与羽毛球飞来的方向相反(2)羽毛球的初动能：Ekmv12.5 J，羽毛球的末动能：Ekmv50 J.所以EkEkEk37.5 J.答案(1)1.5 kgm/s，方向与羽毛球飞来的方向相反(2)37.5 J关于动量变化量的求解(1)若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算(2)若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则二、

5、冲量1定义：力与力的作用时间的乘积公式：IFt.单位：牛顿秒，符号：Ns.2矢量性：方向与力的方向相同3物理意义：反映力的作用对时间的积累【深度思考】水平面上的物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图1所示，求08 s时间内拉力的冲量图1答案变力的冲量的计算：图中给出了力随时间变化的图象，可用面积法求变力的冲量.08 s时间内拉力的冲量IF1t1F2t2F3t318 Ns.【例3】如图2所示，在倾角37的斜面上，有一质量为5 kg 的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)图2解析

6、重力的冲量：IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向竖直向下支持力的冲量：IFNFNtmgcos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直斜面向上摩擦力的冲量：IFfFftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上答案见解析1求冲量大小时，一定要注意哪个力在哪一段时间内的冲量，只要力不为零，一段时间内的冲量就不为零2公式IFt只适合于计算恒力的冲量，若是变力的冲量，可考虑用以下方法求解：(1)用动量定理求冲量(2)若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求冲量(3)若给出了力F随时间t变化的图象，可用Ft图象与t轴所围的面积求冲量三、动量定理1内容：物体在一个过程

7、始、末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量2公式：mvmvF(tt)或ppI.3动量定理的理解：(1)动量定理的表达式mvmvFt是矢量(填“矢量”或“标量”)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，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值【深度思考】在日常生活中，有不少这样的例子：跳高时在下落处要放厚厚的海绵垫子，跳远时要跳在沙坑中，这样做的目的是什么？答案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，这样做可以延长作用的时间，以减小地面对人的冲击力【例4

8、】篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以()A减小球对手的冲量B减小球对人的冲击力C减小球的动量变化量D减小球的动能变化量解析篮球运动员接球的过程中，手对球的冲量等于球的动量的变化量，大小等于球入手时的动量，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，并没有减小球对手的冲量，也没有减小球的动量变化量，更没有减小球的动能变化量，而是因延长了手与球的作用时间，从而减小了球对人的冲击力，B正确答案B应用动量定理分析有关现象主要有两个方面的问题(1)物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小如本题所述现象(2)作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化

9、量越大，反之动量变化量就越小例如，杂耍中，用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂，作用时间很短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，“气功师”才不会受伤害【例5】质量m70 kg的撑竿跳高运动员从h5.0 m高处落到海绵垫上，经t11 s后停止，则该运动员身体受到的平均冲力约为多少？如果是落到普通沙坑中，经t20.1 s停下，则沙坑对运动员的平均冲力约为多少？(g取10 m/s2)解析以全过程为研究对象，初、末动量的数值都是0，所以运动员的动量变化量为零，根据动量定理，合力的冲量为零，根据自由落体运动的知识，物体下落到地面上所需要的时间是t1 s从开始下落到落到海绵垫上停止时，mg(tt

10、1)t10代入数据，解得1 400 N下落到沙坑中时，mg(tt2)t20代入数据，解得7 700 N.答案1 400 N7 700 N应用动量定理定量计算的一般步骤：(1)选定研究对象，明确运动过程(2)进行受力分析和运动的初、末状态分析(3)选定正方向，根据动量定理列方程求解1(对动量的理解)关于动量，下列说法正确的是()A速度大的物体，它的动量一定也大B动量大的物体，它的速度一定也大C只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变D质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大答案D解析动量由质量和速度共同决定，只有质量和速度的乘积大，动量才大，选项A、B均错误；动量是矢量，只

11、要速度方向变化，动量也发生变化，选项C错误；由pmv知D正确2. (对冲量的理解)如图3所示，质量为m的小滑块沿倾角为的斜面向上滑动，经过时间t1速度为零，然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F1.在整个过程中，重力对滑块的总冲量为()图3Amgsin (t1t2) Bmgsin (t1t2)Cmg(t1t2) D0答案C解析谈到冲量必须明确是哪一个力的冲量，此题中要求的是重力对滑块的总冲量，根据冲量的定义式IFt，因此重力对滑块的总冲量应为重力乘以作用时间，所以IGmg(t1t2)，即C正确3(动量定理的理解和应用)(多选)一个小钢球竖直下落，落地时动量大小为0.5 kgm/s，与地面碰撞后又以等大的动量被反弹下列说法中正确的是()A引起小钢球动量变化的是地面给小钢球的弹力的冲量B引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力与其自身重力的合力的冲量C若选向上为正方向，则小钢球受到的合冲量是1 NsD若选向上为正方向，则小钢球的动量变化是1 kgm/s答案BD4(动量定理的理解和应用)质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂