人教版(新教材)高中物理選擇性必修1學案21 1-1 2 動量 動量定理

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊PAGEPAGE11.1-1.2動量動量定理〖學習目標〗1.知道動量的概念，知道動量和動量變化量均為矢量，會計算一維情況下的動量變化量．2.知道沖量的概念，知道沖量是矢量．3.知道動量定理的確切含義，掌握其表達式．4.會用動量定理解釋碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象．知識點一動量及動量的變化量〖知識梳理〗1．動量(1)定義物體的質量與速度的乘積，即p＝mv．(2)單位動量的國際制單位是千克米每秒，符號是kg·m/s．(3)方向動量是矢量，它的方向與速度的方向相同．2．動量的變化量(1)定義：物體在某段時間內末動量與初動量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)．(2)動量始終保持在一條直線上時的矢量運算：選定一個正方向，動量、動量的變化量用帶正、負號的數(shù)值表示，從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算(此時的正、負號僅表示方向，不表示大小)．〖要點剖析〗1．對動量的認識(1)瞬時性：通常說物體的動量是物體在某一時刻或某一位置的動量，動量的大小可用p＝mv表示．(2)矢量性：動量的方向與物體的瞬時速度的方向相同．(3)相對性：因物體的速度與參考系的選取有關，故物體的動量也與參考系的選取有關．2．動量的變化量是矢量，其表達式Δp＝p2－p1為矢量式，運算遵循平行四邊形定則，當p2、p1在同一條直線上時，可規(guī)定正方向，將矢量運算轉化為代數(shù)運算．3．動量和動能的區(qū)別與聯(lián)系物理量動量動能區(qū)別標矢性矢量標量大小p＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2變化情況v變化，p一定變化v變化，ΔEk可能為零聯(lián)系p＝eq\r(2mEk)，Ek＝eq\f(p2,2m)〖典例精析〗例1．(多選)關于動量的概念，下列說法正確的是()A．動量大的物體，慣性不一定大B．動量大的物體，運動一定快C．動量相同的物體，運動方向一定相同D．動量相同的物體，動能也一定相同例2．(多選)關于動量的變化，下列說法中正確的是()A．做直線運動的物體速度增大時，動量的增量Δp與速度的方向相同B．做直線運動的物體速度減小時，動量的增量Δp與運動的方向相反C．物體的速度大小不變時，動量的增量Δp為零D．物體做曲線運動時，動量的增量Δp一般不為零例3．羽毛球是速度最快的球類運動之一，我國運動員林丹某次扣殺羽毛球的速度為342km/h，假設球的速度為90km/h，林丹將球以342km/h的速度反向擊回．設羽毛球質量為5(1)林丹擊球過程中羽毛球的動量變化量；(2)在林丹的這次扣殺中，羽毛球的速度變化、動能變化各是多少？〖歸納總結〗(1)動量p＝mv，大小由m和v共同決定．(2)動量p和動量的變化Δp均為矢量，計算時要注意其方向性．(3)動能是標量，動能的變化量等于末動能與初動能大小之差．(4)物體的動量變化時動能不一定變化，動能變化時動量一定變化．知識點二沖量和動量定理〖知識梳理〗1．沖量2．動量定理(1)內容：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：mv′－mv＝F(t′－t)或p′－p＝I．〖要點剖析〗1.沖量的理解(1)沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時間積累效應，求沖量時一定要明確所求的是哪一個力在哪一段時間內的沖量．(2)沖量是矢量，沖量的方向與力的方向相同．2.沖量的計算(1)求某個恒力的沖量：用該力和力的作用時間的乘積．(2)求合沖量的兩種方法：可分別求每一個力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個力的作用時間相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解．(3)求變力的沖量：①若力與時間成線性關系變化，則可用平均力求變力的沖量．②若給出了力隨時間變化的圖象如圖所示，可用面積法求變力的沖量．③利用動量定理求解．3.動量定理的理解(1)動量定理的表達式mv′－mv＝F·Δt是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義．(2)動量定理反映了合外力的沖量是動量變化的原因．(3)公式中的F是物體所受的合外力，若合外力是變力，則F應是合外力在作用時間內的平均值．4.動量定理的應用(1)定性分析有關現(xiàn)象：①物體的動量變化量一定時，力的作用時間越短，力就越大；力的作用時間越長，力就越小．②作用力一定時，力的作用時間越長，動量變化量越大；力的作用時間越短，動量變化量越小．(2)應用動量定理定量計算的一般步驟：①選定研究對象，明確運動過程．②進行受力分析和運動的初、末狀態(tài)分析．③選定正方向，根據(jù)動量定理列方程求解．〖典例精析〗例4．(多選)恒力F作用在質量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動，則經時間t，下列說法正確的是()A．拉力F對物體的沖量大小為零 B．拉力F對物體的沖量大小為FtC．拉力F對物體的沖量大小是Ftcosθ D．合力對物體的沖量大小為零例5．人們常說“滴水穿石”，請你根據(jù)下面所提供的信息，估算水對石頭的沖擊力的大小．一瀑布落差為h＝20m，水流量為Q＝0.10m3/s，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水在最高點和落至石頭上后的速度都認為是零．(落在石頭上的水立即流走，在討論石頭對水的作用時可以不考慮水的重力，g〖歸納總結〗動量定理應用的三點提醒(1)若物體在運動過程中所受的力不是同時的，可將受力情況分成若干階段來解，也可當成一個全過程來求解．(2)在用動量定理解題時，一定要認真進行受力分析，不可有遺漏，比如漏掉物體的重力．(3)列方程時一定要先選定正方向，將矢量運算轉化為代數(shù)運算．〖課堂達標〗1.（多選）一物體的動量發(fā)生了變化，下列說法正確的是（）

A.所受的合外力一定發(fā)生變化B.所受合外力的沖量一定不是零

C.物體的速度一定發(fā)生變化D.物體的動能一定發(fā)生變化2.關于沖量，下列說法中正確的是（）

A.沖量是物體動量變化的原因B.作用在靜止的物體上力的沖量一定為零

C.動量越大的物體受到的沖量越大D.沖量的方向就是物體受力的方向

3.用的鐵錘把道釘打進木塊中，打擊前鐵錘的速度是，打擊后鐵錘以的速度跳起，鐵錘和道釘接觸的時間是。求打擊時的平均作用力。4.滑塊和（質量分別為和）用輕細線連接在一起后放在水平桌面上，水平恒力作用在上，使、一起由靜止開始沿水平桌面滑動，如圖。已知滑塊、與水平面的滑動摩擦因數(shù)均為，在力作用時間后，、間連線突然斷開，此后力仍作用于。試求：滑塊剛好停住時，滑塊的速度多大？

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖解析〗物體的動量是由速度和質量兩個因素決定的．動量大的物體質量不一定大，慣性也不一定大，A對；同樣，動量大的物體速度也不一定大，B也錯；動量相同指的是動量的大小和方向均相同，而動量的方向就是物體運動的方向，故動量相同的物體運動方向一定相同，C對；由動量和動能的關系p＝eq\r(2mEk)可知，只有質量相同的物體動量相同時，動能才相同，故D錯．〖答案〗AC例2.〖解析〗當做直線運動的物體速度增大時，其末動量p2大于初動量p1，由矢量的運算法則可知Δp＝p2－p1＞0，與速度方向相同，如圖甲所示，選項A正確；當做直線運動的物體速度減小時，Δp＝p2－p1＜0，即p2＜p1，如圖乙所示，此時Δp與物體的運動方向相反，選項B正確；當物體的速度大小不變時，動量可能不變化，即Δp＝0，也有可能動量大小不變而方向變化，此種情況Δp≠0，選項C錯誤；物體做曲線運動時，速度的方向不斷變化，故動量不斷變化，Δp一般不為零，如圖丙所示，選項D正確．故選A、B、D.甲乙丙〖答案〗ABD例3.〖解析〗(1)以球飛回的方向為正方向，則p1＝mv1＝－5×10－3×eq\f(90,3.6)kg·m/s＝－0.125kg·p2＝mv2＝5×10－3×eq\f(342,3.6)kg·m/s＝0.475kg·m/s所以羽毛球的動量變化量為Δp＝p2－p1＝0.475kg·m/s－(－0.125kg·m/s)＝0.600即羽毛球的動量變化大小為0.600kg·m/s，(2)羽毛球的初速度為v1＝－25m羽毛球的末速度為v2＝95m所以Δv＝v2－v1＝95m/s－(－25m/s)＝羽毛球的初動能：Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×5×10－3×(－25)2J＝1.56J羽毛球的末動能：E′k＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)×5×10－3×952J＝22.56J所以ΔEk＝E′k－Ek＝21J.〖答案〗(1)0.600kg·m/s方向與羽毛球飛回的方向相同(2)120m/s例4.〖解析〗對沖量的計算一定要分清求的是哪個力的沖量，是某一個力的沖量、是合力的沖量、是分力的沖量還是某一個方向上力的沖量，某一個力的沖量與另一個力的沖量無關，故拉力F的沖量為Ft，A、C錯誤，B正確；物體處于靜止狀態(tài)，合力為零，合力的沖量為零，D正確．〖答案〗