人教版高中物理选择性必修动量定理

第2节动量定理核心素养物理观念科学思维1理解冲量的意义和动量定理及其表达式。2.能利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。应用动量定理解决实际问题。知识点一动量定理[观图助学]把一篮子鸡蛋放在摩托车上运输，结果会怎么样呢？可能多数会被打碎。现在，如图，把鸡蛋放到海绵盒子中，即使是长途运输也不会破碎，你能解释这种现象吗？提示物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之就越小。把鸡蛋放到海绵盒子中运输，是为了增大力的作用时间以减小鸡蛋受到的作用力。1.冲量(1)定义：力与力的__________的乘积叫作力的冲量。(2)表达式：____________。(3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________。(4)矢量性：冲量是矢量，力的冲量方向跟力的方向相同。(5)物理意义：反映力的作用对_______的累积效应。作用时间I＝FΔt牛·秒N·s时间2.动量定理(1)表述：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____________。(2)表达式：FΔt＝__________，或I＝__________。(3)适用条件：动量定理不仅适用于恒力，也适用于______。(4)说明：对于变力的冲量，动量定理中的F应理解为变力在作用时间t内的平均值。动量变化量p′－pp′－p变力[思考判断](1)作用在物体上的力越大，冲量越大。()(2)物体的动量变化越大，则力的作用时间越长。(

)(3)变化的合力的冲量不一定等于动量的变化量。(

)×××[观图助学]在体育活动中，我们如果是跳远，就要落在沙坑里；如果是跳高就要落在海绵垫子上。为什么不能直接落在地面上呢？知识点二动量定理的应用提示跳远要落在沙坑、跳高要落在海绵垫子上，是为了延长作用时间，减小相互作用力，以免受到伤害。如果是直接落在地面上，运动员与地面作用时间短，作用力大，容易受伤。1.Δp一定时，F的作用时间越短，力就越大；作用时间越长，力就越小。2.F一定，此时力的作用时间越长，Δp就越大；力的作用时间越短，Δp就越小。[思考判断]如图所示，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条(此过程中杯子相对纸条滑动)，发现杯子会滑落；当快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。对于这个实验，判断下列说法是否正确。(1)缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小。()(2)快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大。()(3)为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些。()(4)为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些。()×××√1.冲量与功的比较[要点归纳]核心要点冲量的理解与计算

冲量功区别公式I＝FΔtW＝Fx标、矢量矢量式标量式意义力对时间的积累，在F－t图像中可以用面积表示力对位移的积累，在F－x图像中可以用面积表示正负正负表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功作用效果改变物体的动量改变物体的动能深度理解(1)某个力在一段时间内，做的功可以为零，但冲量不一定为零。(2)一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，正、负号一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，正、负号也不一定相反。2.冲量的求解方法②利用F－t图像中的“面积”求变力的冲量。面积大小表示冲量的大小，面积的正负表示冲量的方向。某力F随时间t变化的图像(F－t图像)如图所示，则图中阴影部分的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。③利用动量定理计算，即求出在该力冲量作用下物体动量改变量Δp的大小和方向。从而得到变力的冲量。思路点拨：本题不便于运用I＝FΔt求斜面对小球的冲量。但借助动量定理可间接得出，必须指出碰撞过程中重力的冲量忽略不计，因为碰撞过程中重力远小于斜面对物体的力，所以重力的冲量远小于斜面对物体的冲量。这也是物理学中常用的一种近似处理方法。[试题案例]一一[针对训练1]

用水平拉力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动直到t2时刻停止。其速度—时间图像如图所示，α＞β。若拉力F做的功为W1，冲量大小为I1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，Ff的冲量大小为I2。则下列选项正确的是(

)

A.W1＞W2；I1＞I2 B.W1<W2；I1＞I2 C.W1<W2；I1<I2 D.W1＝W2；I1＝I2解析物体在水平拉力作用下由静止开始运动到最终静止的全程，只有拉力F和摩擦阻力Ff做功，故由动能定理有W1－W2＝0，得W1＝W2；由动量定理有I1－I2＝0，得I1＝I2。故D正确，A、B、C错误。答案D核心要点动量定理的理解和应用2011年8月21日，沈阳晚报记者高空抛鸡蛋做模拟实验，从19楼抛鸡蛋落地相当于“20千克秤砣”，能把厚度为3.5毫米的浮化玻璃砸碎。落下的鸡蛋怎么有这样大的威力？提示鸡蛋由19楼落下时速度很大，动量很大，与玻璃接触时，这个很大的动量在瞬间内减小为零，鸡蛋对玻璃产生了相当于“20千克秤砣”产生的冲击力，使玻璃破碎。[观察探究][探究归纳]1.应用动量定理时的注意事项(1)动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)。(2)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向。2.动量定理的应用(1)用动量定理解释现象①物体的动量变化一定，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小。②作用力一定，此时力的作用时间越长，物体的动量变化越大；力的作用时间越短，物体的动量变化越小。(2)应用I＝Δp求变力的冲量。(3)应用Δp＝F·Δt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量。[例2]

一高空作业的工人重为600N，系一条长为L＝5m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t＝1s，则安全带受的冲力是多少？(g取10m/s2)解析法一

程序法依题意作图，如图所示，设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1，[试题案例]将数值代入得F＝1200N。由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′为1200N，方向竖直向下。法二全过程法由牛顿第三定律知安全带受的冲力F′＝F＝1200N，方向竖直向下。答案1200N方法凝炼(1)应用动量定理解题的一般步骤(2)对于过程较复杂的运动，可分段应用动量定理，也可对整个过程应用动量定理。[针对训练2]

(2019·全国卷Ⅰ，16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发