冲量+动量+高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

第一节冲量动量第一章动量和动量守恒定律1.建立并理解冲量的概念,知道其矢量性,会进行简单计算.2.理解动量和动量的变化及其矢量性,掌握一维情况下动量变化的计算.(重难点)[学习目标]知识点一对冲量的理解与计算「情境导学」如图甲所示,让两个鸡蛋从相同高处自由落下,分别落在海绵垫上和塑料盘中,用力的传感器记录弹力随时间的变化关系,发现F-t图线与坐标轴围成图形的面积近似相等.这个面积表示的不变量可能是碰撞过程中一个重要的物理量.(1)功表示力对空间的积累效应,这个面积表示力对哪个物理量的积累效应?提示:(1)力对时间的积累效应.提示:(2)作用力将变小.提示:(3)缓冲,延长碰撞时间,减小相互作用力.(2)在碰撞过程中延长作用时间,作用力如何变化?(3)请思考:为什么运动场上跳远的落地点要铺上细沙、跳高的落地点要铺上海绵垫?「知识整合」1.定义:在物理学中,将

定义为冲量,用I表示.2.公式:I=

.单位是

,符号是N·s.说明:冲量是过程量,是力作用在物体上的时间累积效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.3.方向:冲量是

量,它的方向由

决定,如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向与

相同.FtFt牛秒矢力的方向力的方向「讨论交流」如图所示,用手托着一个重力为G的梨子保持静止状态,经过一段时间t,重力G做的功是多少?重力的冲量多大?方向如何?提示:重力做的功为零,重力的冲量大小为Gt,方向竖直向下.正误辨析(1)用力F推物体,物体没有动,则力F对该物体的冲量为零.(

)(2)只要力的大小和力的作用时间的乘积相同,则该物体所受的冲量一定相同.(

)××[例1](对冲量的理解与计算)如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上有一质量m=5kg的物体沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.物体下滑2s的时间内,求:(1)物体所受各力的冲量;【答案】

(1)重力的冲量为100N·s,方向竖直向下弹力的冲量为80N·s,方向垂直于斜面向上摩擦力的冲量为16N·s,方向沿斜面向上【解析】(1)重力的冲量IG=mgt=100N·s,方向竖直向下,弹力的冲量IN=mgtcos37°=80N·s,方向垂直于斜面向上,摩擦力的冲量If=μmgtcos37°=16N·s,方向沿斜面向上.(2)物体所受合外力的冲量.【答案】(2)44N·s,方向沿斜面向下【解析】(2)合外力的冲量I合=(mgsin37°-μmgcos37°)t=44N·s,方向沿斜面向下.冲量的大小取决于力和作用时间这两个因素,方向取决于该力的方向,所以求冲量一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量(与物体是否运动,在该力的方向上是否有位移无关).·方法总结·[例2](变力冲量的计算)(2025·广东深圳月考)质量为1kg的物体沿直线运动,其F-t图像如图所示,则此物体在前4s和后4s内受到的合外力的冲量为(

)[A]8N·s,8N·s [B]16N·s,-8N·s[C]8N·s,0 [D]16N·s,16N·sC冲量的计算(1)求恒力的冲量:冲量等于力和力的作用时间的乘积,其公式I=F·t,与物体是否运动、运动情况无关.·归纳提升·②若已知力随时间变化的图像,可用面积法求变力的冲量:如图所示,F-t图像中图线与坐标轴所围图形的面积表示力的冲量.·归纳提升·(3)求合冲量的两种方法.①分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和,即I合=I1+I2+I3+….当计算同一直线上力的合冲量时,先规定正方向,每个力的冲量与正方向相同取正,相反取负,将正负号代入运算;若几个力的冲量方向不同,则应用平行四边形定则求解或先正交分解然后再求和.②如果各力的作用时间相同,也可以先求合力,再用I合=F合t求解.·归纳提升·[训练](多选)(2025·广东中山期末)如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,重力加速度为g.经过时间t,下列说法正确的有(

)[A]重力的冲量为0[B]重力做功为0[C]拉力的冲量为Ftcosθ[D]合力的冲量为0BD【解析】由冲量的定义可知重力的冲量IG=mgt,拉力的冲量IF=Ft,A、C错误;重力与运动方向垂直,则重力做功为0,B正确;物体做匀速直线运动,故合力为0,则合力的冲量为0,D正确.冲量与功的区别·归纳提升·项目功冲量大小做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定,是过程量冲量的大小由力的大小和时间两个因素决定,是过程量正负功是标量,其正负表示是动力对物体做功还是物体克服阻力做功冲量是矢量,其正负号表示与规定的正方向的关系,计算冲量时要先规定正方向理解与辨析(1)一对平衡力的冲量大小一定相等,方向一定相反.(2)有力和时间就一定有冲量,但不一定有功,但有功就一定有冲量.·归纳提升·知识点二动量及动量的变化量「情境导学」如图甲所示,把小板凳平放在细沙表面,分别用不同质量的钢球从同一高度落下碰撞小板凳,观察比较小板凳两次陷入细沙中的深度.如图乙所示,把小板凳平放在细沙表面,用相同的钢球分别从不同高度落下碰撞小板凳,两球与小板凳碰前的速度相同吗?观察比较小板凳两次陷入细沙中的深度.(1)该探究实验用到什么样的物理方法?提示:(1)控制变量法.提示:(2)与小球的质量和速度有关.(2)通过本情境,试推断:碰撞效果与什么因素有关?「知识整合」1.动量(1)定义:物体的

和

的乘积.(2)公式:p=

.单位是千克米每秒,符号是

.(3)动量的三个性质.①矢量性:动量是

(选填“矢”或“标”)量,方向与

相同.②瞬时性:动量是

(选填“过程量”或“状态量”),v是

(选填“平均速度”或“瞬时速度”).质量速度mvkg·m/s矢速度的方向状态量瞬时速度③相对性:与参考系有关,一般以地面为参考系.说明:计算动量时应先明确参考系,取正方向(一般以初速度的方向为正),明确是哪一时刻或哪一位置的动量.2.动量的变化量(1)物体在某段时间内

与

的矢量差,Δp=p′-p=mΔv,方向与

的方向相同.(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个方向作为正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算,此时的正、负号仅表示

,不表示大小.末动量初动量速度变化量方向正误辨析(1)物体的质量越大,动量一定越大.(

)(2)物体的动量方向一定与速度方向一致.(

)(3)质量一定的物体的运动状态改变,它的动量不一定改变.(

)×√×[例3](2025·广东深圳期末)羽毛球是速度最快的球类运动之一.假设羽毛球飞来的速度为90km/h,运动员将羽毛球以342km/h的速度反向击回.设羽毛球的质量为5g,试求:(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;【答案】

(1)0.600kg·m/s,方向与羽毛球飞回的方向相同(2)运动员的这次击球中,羽毛球的速度变化量和动能变化量.【答案】

(2)120m/s,方向与羽毛球飞回的方向相同21J知识点三动量与动能的比较「情境导学」如图所示为旋转秋千的简化示意图,正在玩旋转秋千的游客,他的每一时刻的动量相同吗?每一时刻的动能相同吗?提示:游客做匀速圆周运动,速度的方向时刻改变,所以动量时刻变化;速度的大小不变,所以动能不变.「知识整合」1.动量是一个与力在

上的积累有关的物理量,具有方向性,是

量,它表示传递机械运动的本领.2.动能是一个与力在

上的积累有关的物理量,是

量,它表示物体做功的本领.时间空间标矢项目动量动能定义式p=mv瞬时性状态量状态量换算关系3.动量和动能的比较.(1)物体的动能不变,其动量一定不变.(

)(2)物体的动量发生变化,其动能也一定发生变化.(

)××正误辨析[例4](多选)(2025·广东广州月考)质量相等的A、B两个物体,沿着倾角分别为α和β(α≠β)的两