1.2 动量定理 导学提纲 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

1.2动量定理班级：姓名：小组：_________【学习目标】1.理解冲量的概念，能够区别冲量和功。2.会推导动量定理的表达式。3.能够应用动量定理定性分析生活现象；并且能够应用动量定理进行简单计算。【重点难点】动量定理表达式的应用【课程导入】视频导入【思考内容】1.冲量(1)概念：力与力的的乘积。(2)定义式：I＝FΔt(F为恒力)(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的效应，力，作用时间，冲量就越大。(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是，符号为。(5)矢量性：如果力的方向不变，则冲量I的方向与力的方向。【例1】(2020·陕西临渭高二期末)如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是()A.拉力F的冲量大小为FtcosθB.摩擦力的冲量大小为FtsinθC.重力的冲量大小为mgtD.物体所受支持力的冲量是mgt【例2】一个质量m＝2kg的物体，静止在光滑的水平地面上，某时刻受到F=10N的水平力的作用，经历t＝5s的时间。（g为10m/s2）求：（1）重力的冲量；（2）支持力的冲量；（3）外力F的冲量；（4）合力的冲量。2.动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受力的等于它在这个过程。(2)公式：FΔt＝＝。【例3】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，速度大小变为45m/s，设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？【归纳拓展】探究1冲量的理解和计算1.冲量与功的比较冲量功区别公式I＝FΔtW＝Fx标、矢量矢量式标量式意义力对时间的积累，在F－t图像中可以用图线下的面积表示力对位移的积累，在F－x图像中可以用图线下的面积表示正、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2.冲量的求解方法（1）恒力冲量的求解用公式I＝FΔt计算，这时冲量的数值等于力的大小与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致。（2）变力冲量的求解①若力的方向不变且大小随时间均匀变化，则该力的冲量可以用平均力来计算，其公式为I＝eq\o(F,\s\up6(－))Δt。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。【疑点解惑】探究2应用动量定理定性分析生活现象1.动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2)动量定理的表达式FΔt＝mv′－mv是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向。(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是均匀变化的力，则F应是合外力在作用时间内的平均值。2.定性分析有关现象(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。(2)作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小。探究3动量定理的简单应用1.应用动量定理解题的一般步骤2.解题技巧(1)应用I＝Δp求变力的冲量。(2)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。(3)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。【牛刀小试】1.(冲量的理解和计算)(多选)(2020·山东章丘四中月考)如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t。对于这一过程，下列判断正确的是()A.斜面对物体弹力的冲量为零B.物体受到的重力的冲量大小为mgtC.物体受到的合力的冲量大小为零D.物体动量的变化量大小为mgsinθ·t2.(应用动量定理定性分析生活现象)跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A.人跳在沙坑里的动量的变化率比跳在水泥地上的大B.人跳在沙坑里的动量的变化率比跳在水泥地上的小C.人跳在沙坑里受到合力的冲量比跳在水泥地上的小D.人跳在沙坑里受到合力的冲量比跳在水泥地上的大3.(动量定理的简单应用)(多选)(2020·山西大附中高二月考)如图所示，运动员将足球用头顶起，设足球每一次上升高度均为80cm，足球的质量为400g，与头顶作用时间Δt为0.1s，则足球每次(不考虑第一次)在空中的运动时间t和足球给头部的平均作用力F的大小分别是(空气阻力不计，g＝10m/s2)。()A.t＝0.4s B.t＝0.8sC.F＝36N D.F＝32N4.(动量定理的简单应用)(2020·安徽太和一