高中物理 16.2 動量和動量定理 新人教版選修3-5

1、 1理解動量的概念，知道動量的含義，知道動量是矢量。 2知道動量的變化也是矢量，會正確計算一維動量變化。 3理解動量定理的內(nèi)容，會用動量定理進行定量計算與定性分析有關(guān)現(xiàn)象。 過程與方法 1體會動量概念建立的過程。 2正確認識動量定理。 情感、態(tài)度與價值觀 1養(yǎng)成分析、歸納物理規(guī)律的良好素質(zhì)。 2提高抽象思維的能力和運用物理規(guī)律分析解決問題的能力。1.物理學中把_定義為動量，用字母_表示，即_。由于速度是矢量，所以動量也是矢量，它的方向與_的方向相同。2力與力的_的乘積叫做力的沖量，通常用字母_表示，I_。3物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受_。這個關(guān)系叫做動量定理。其表達式為

2、：_I或mvmv_。 答案： 1mvppmv速度 2作用時間IF(tt) 3力的沖量ppF(tt) 知識點1 動量 (1)動量的定義：物體的質(zhì)量和運動速度的乘積叫做物體的動量，記作pmv。動量是動力學中反映物體運動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量。在談及動量時，必須明確是物體在哪個時刻或哪個狀態(tài)所具有的動量。在中學階段，動量表達式中的速度一般是以地球為參考系的。 (2)動量的矢量性：動量是矢量，它的方向與物體的速度方向相同，服從矢量運算法則。 (3)動量的單位：動量的單位由質(zhì)量和速度的單位決定。在國際單位制中，動量的單位是千克米/秒，符號為kgm/s。 (4)動量的變化p： 動量是矢量，它的大小pmv，

3、方向與速度的方向相同。因此，速度發(fā)生變化時，物體的動量也發(fā)生變化。 速度的大小或方向發(fā)生變化時，速度就發(fā)生變化，物體具有的動量的大小或方向也相應(yīng)發(fā)生了變化，我們就說物體的動量發(fā)生了變化。 設(shè)物體的初動量pmv，末動量pmv，則物體動量的變化 pppmvmv。 由于動量是矢量，因此，上式是矢量式。 【例1】一質(zhì)量m0.2 kg的皮球從高H0.8 m處自由落下，與地面相碰后反彈的最大高度h0.45 m。試求：球與地面相互作用前、后時刻的動量以及球與地面相互作用過程中的動量變化。 【答案】p10.8 kgm/s，方向向下p20.6 kgm/s，方向向上p1.4 kgm/s，方向向上 *對應(yīng)訓練* 1

4、關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是 () A物體的動量越大，其慣性越大 B物體的動量越大，其速度越大 C物體的動量越大，其動能越大 D物體的動量發(fā)生變化，其動能可能不變 答案：D 知識點2 動量定理 1沖量 (1)定義：力和力的作用時間的乘積叫做力的沖量。 (2)沖量是描述力在某段時間內(nèi)累積效果的物理量。其大小由力和作用時間共同決定，是過程量，它與物體的運動狀態(tài)沒有關(guān)系，在計算時必須明確是哪一個力在哪一段時間上的沖量。 (3)關(guān)于IFt公式中t是力作用的時間，F(xiàn)必須是恒力(可以是某一個恒力，也可以是幾個恒力的合力)，非恒力除隨時間均勻變化的力可取平均值以外，一般不能用此式表達。 (4)變力沖量

5、 若所求沖量的力是變力，可利用動量定理Ip來求。 在Ft圖象下的面積就是力的沖量，如圖1621甲所示。若求變力的沖量，仍可用面積表示，如圖1621乙所示。 說明：判斷兩個力的沖量相同，其依據(jù)是二力沖量的大小和方向均相同，缺一不可。求沖量時要認清是求哪個力的沖量，這個力是變力還是恒力。 2動量定理 (1)內(nèi)容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量。 (2)表達式：ppI或mvmvF(tt) (3)理解 它反映了物體所受沖量與其動量變化量兩個矢量間的關(guān)系，式子中的“”包括大小相等和方向相同(注意I合與初末動量無必然聯(lián)系)。 式子中的Ft應(yīng)是總沖量，它可以是合力的沖量，也可以

6、是各力沖量的矢量和，還可以是外力在不同階段沖量的矢量和。 動量定理具有普遍性，即不論物體的運動軌跡是直線還是曲線，作用力不論是恒力還是變力，幾個力作用的時間不論是相同還是不同都適用。 動量定理反映了動量變化量與合外力沖量的因果關(guān)系：沖量是因，動量變化是果。 (5)動量定理的選擇使用 在物理情境不涉及加速度和位移的情況下，研究運動和力的關(guān)系時，用動量定理。 動量定理不考慮運動的細節(jié)和力的瞬時效果且適用于變力。 動量定理的研究對象是單個物體，或單個物體系，反映了外界物體對該研究對象的總沖量與研究對象的動量變化量的關(guān)系。物體系內(nèi)部物體之間的沖量不引起物體系的動量變化。 動量定理求解曲線運動中的動量變

7、化時使運算變得更簡單。 【例2】質(zhì)量為0.5 kg的彈性小球，從1.25 m高處自由下落，與地板碰撞后回跳高度為0.8 m，設(shè)碰撞時間為0.1 s，取g10 m/s2，求小球?qū)Φ匕宓钠骄鶝_力。 【答案】50 N方向豎直向下 【解析】解法一：分段處理：取小球為研究對象。根據(jù)物體做自由落體和豎直上拋運動，可知： *對應(yīng)訓練* 2在例2的問題情況下， (1)若小球?qū)Φ匕宓钠骄鶝_力大小為100 N，求小球與地板的碰撞時間？ (2)若小球與地板碰撞無機械能損失，碰撞時間仍為0.1 s，求小球?qū)Φ匕宓钠骄鶝_力？ (2)由于小球與地板碰撞無機械能損失，故碰撞后球的速度v25 m/s，方向向上。由動量定理：

8、(Nmg)tmv2(mv1) 解得：N55 N 由牛頓第三定律得小球?qū)Φ匕宓膲毫?5 N，方向豎下向下。 答案：(1)0.047 s(2)55 N，方向豎直向下 一、動量與動能的區(qū)別與聯(lián)系物理量比較項動量動能定義式單位kgm/sJ性質(zhì)矢量標量物理量比較項動量動能特點(1)動量是可以在相互作用的物體間傳遞、轉(zhuǎn)移的運動量(2)v的大小或方向變化都可使p發(fā)生變化(1)動能可以轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等其他形式的能量(2)只有v的大小發(fā)生變化時才會使Ek發(fā)生變化聯(lián)系都是狀態(tài)量，分別從不同的側(cè)面反映和表征機械運動典例勻速圓周運動：動量時刻變化，動能不變 【例3】一個物體在運動的一段時間內(nèi)，動能的變化量為

9、零，則() A物體做勻速直線運動 B物體動量變化量為零 C物體的初末動量大小相等 D物體的初末動量可能不同 【答案】CD 二、應(yīng)用動量定理解決問題的一般步驟： 1選定研究對象。 2進行受力分析和運動的初、末狀態(tài)分析。 3選定正方向，由動量定理列式求解。 2區(qū)別：一是兩者反映的對應(yīng)關(guān)系不同，牛頓第二定律是反映力和加速度之間的瞬時對應(yīng)關(guān)系；而動量定理是反映在某段運動過程中力的時間積累(沖量)與該過程初、末狀態(tài)物體的動量變化之間的對應(yīng)關(guān)系；二是兩者的適用范圍不同，牛頓第二定律只適用于宏觀物體的低速運動，對高速運動的物體和微觀粒子不適用，而動量定理卻是普遍適用的。 推鉛球時為什么要滑步 在田徑運動會上，投擲標槍的運動員，大都是用助跑的方法，在快速奔跑中把投擲物投擲出去。這是為了使投擲物在出手以前就有較高的運動速度，再加上運動員有力的投擲動作，投擲物就能飛得更遠。推鉛球時，運動員被限制在固定半徑的投擲圈內(nèi)，根本無法通過助跑來提高鉛球的初速度。如果站在那兒不動，把處于靜止狀態(tài)的鉛