动量高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一

普通高中物理选择性必修第1册动量一、碰撞1、定义：2、特点：两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力的过程叫作碰撞。a、相互作用的时间极短b、相互作用力非常大，其他外力可以忽略c、一般可以认为在“原位置”发生，碰撞过程位移可以忽略3、分类：一维碰撞——二维碰撞——碰撞前后物体速度在同一条直线上碰撞前后物体速度在同一个平面上问题：碰撞前后会不会也有什么量保持不变？用两根长度相同的线绳，分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球并排放置。问题从实验的现象似乎可以得出：碰撞后，A球的速度大小不变地“传给”了B球。这意味着，碰撞前后，两球速度之和是不变的。为什么会发生这样的现象呢？拉起A球，然后放开，该球与静止的B球发生碰撞。可以看到，碰撞后A球停止运动而静止，B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。那么所有的碰撞都有这样的规律吗？演示如图，将上面实验中的A球换成C球，但使C球质量大于B球质量，用手拉起C球至某一高度后放开，撞击静止的B球。我们可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。从实验可以看出，质量大的C球与质量小的B球碰撞后，B球得到的速度比C球碰撞前的速度大，两球碰撞前后的速度之和并不相等。寻求碰撞中的不变量仔细观察你会发现，两球碰撞前后的速度变化跟它们的质量有关系。质量大、速度较小的C球，使质量小的B球获得了较大的速度。对于上述实验的现象，两个物体碰撞前后不是速度之和不变，那会是什么物理量保持不变呢？但猜想是否正确，还是需要通过实验事实来检验！1、有的同学猜想：碰撞前后两物体的动能之和不变；2、有的同学猜想：碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和不变。下面我们下面的实验通过定量测量和分析实验数据来研究上述问题。表两辆小车的质量和碰撞前后的速度0.1020.0490.1120.0430.1170.0641、有的同学猜想：碰撞前后两物体的动能之和不变；2、有的同学猜想：碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和不变。×0.3260.3190.3400.3280.4110.397√同学们试算一算，看哪一种猜想正确？实验数据表明：这个实验中，两辆小车碰撞前后，动能之和并不相等；但是，在误差允许的范围内，质量与速度的乘积之和保持不变。上面的实验告诉我们，对于发生碰撞的两个物体来说，它们的mv之和在碰撞前后可能是不变的。历史上，这个结论让科学家意识到，mv这个物理量对物理学的理论研究有着具有特别的意义。1.定义：物理学中把质量和速度的乘积mv

叫做物体的动量(momentum)，用字母p

表示。p＝mv3.单位：动量的单位是由质量的单位与速度的单位构成的，是千克·米每秒，符号是kg·m/s。2.表达式：二、动量4.动量是矢量，动量的方向与速度方向相同。5.动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量；6.动量是相对的，与参考系的选择有关。注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度【例1】关于动量的概念，下列说法正确是()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．动量相同的物体速度小的惯性大

CD1、某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p’

跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即

2、动量变化的三种情况：大小变化、方向改变或大小和方向都改变。PP′

p=p'-p3、同一直线上动量变化的运算：ΔPPP′ΔPP′PP′ΔPP′P′三、动量变化量PP′不在同一直线上的动量变化的运算，遵循平行四边形则：ΔPPP′ΔP也称三角形法则：从初动量的矢量末端指向末动量的矢量末端动量的变化

p1、一个质量是0.1kg的钢球，以5m/s的速度水平向右运动，碰到一块坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以5m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？方向如何？

规定正方向PP′ΔP课堂练习试讨论以下几种运动的动量变化情况。物体做匀速直线运动物体做自由落体运动物体做平抛运动物体做匀速圆周运动动量大小、方向均不变动量方向不变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大动量方向时刻改变，大小不变讨论一下动量和动能的关系1.动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态2.动量是矢量，动能是标量动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化3.定量关系动量发生变化速度大小改变方向不变速度大小不变方向改变速度大小和方向都改变动能改变动能改变动能不变分析：加速度：整理得：即：合由牛顿第二定律知：F=m

a合合这就是牛顿第二定律的另一种表达形式,表明动量的变化与力的时间积累效果有关。１、定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为

I=Ft2、单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s

3、冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同4、冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应四、冲量t0F0FtO由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。思考与讨论如果在一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？公式I=Ft中的F必须取平均值例4、质量为1kg的物体，与地面间的动摩擦因数为0.2，以6m/s的速度在水平地面上匀减速滑行2s(g取10m.s2），则正确的是（）A.重力的冲量为0B.支持力的冲量大小为20N.SC.摩擦力的冲量大小为4N.SD.合外力的冲量大小为4N.S1、内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2、表达式：或3、加深理解：1）物理研究方法：过程量可通过状态量的变化来反映；2）表明合外力的冲量是动量变化的原因；3）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同：合外力冲量的方向与合外力的方向或速度变化量的方向一致，但与初动量方向可相同，也可相反，甚至还可成角度。五、动量定理4、适用条件：a、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。b、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题。c、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象。一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力是多大？解：以垒球飞向球棒的方向为正方向由动量定理Ft=-mv-mv0得代入数据得F=-1260N负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反运用动量定理解题步骤（1）确定研究对象.（2）对研究对象画受力分析图.（3）选定正方向.（4）确定物体初末状态的动量.（5）根据动量定理列方程求解.（6）对结果进行必要的分析.五、动量定理(多选)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易撞碎，而掉在草地上不容易撞碎，其原因是()A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长5、动量定理的应用——解释生活现象(多选)对下列物理现象的解释，正确的是()A．击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B．跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C．易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力D．在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零五、动量定理例7、如图所示，用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多大？(g取10m/s2)5、动量定理的应用——求变力的平均值五、动量定理例8、如图所示，质量m＝2kg的物体，在水平力F＝8N的作用下由静止开始沿水平面向右运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用了t1＝6s后撤去，撤去F后又经t2＝2s物体与竖直墙相碰，若物体与墙壁作用时间t3＝0.1s，碰墙后反向弹回的速度大小v′＝6m/s，求墙壁对物体的平均作用力大小．(g取10m/s2)5、动量定理的应用——多过程问题五、动量定理例9、如图甲所示，用水平向右的力F拉放在光滑水平地面上、质量为500kg的物体，作用时间为20s，使物体获得0.5m/s的速度．若力F大小的变化为：前1