高中物理 第1章 動量守恒研究 第1講 動量定理課件 魯科版選修35

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1、第1章第1講動量定理目標(biāo)定位1.理解動量的概念，以及動量和動量變化量的矢量性.2.知道沖量的概念，以及沖量的矢量性.3.理解動量定理的確切含義及其表達(dá)式.4.會用動量定理解釋碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象.1 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點(diǎn)撥 2 課堂講義 理解深化探究3 對點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點(diǎn)撥1.定義運(yùn)動物體的 和 的乘積叫動量；公式p ；單位： ，符號：kgm/s. 2.矢量性方向與物體運(yùn)動速度的方向 .運(yùn)算遵循 定則.一、動量質(zhì)量速度mv千克米/秒相同平行四邊形3.動量的變化量物體在某段時(shí)間內(nèi) 與的矢量差(也是矢量)，p (矢量式).想一想質(zhì)量相同的兩個(gè)物體動能相同，它們的動量也一

2、定相同嗎？答案不一定.動能和質(zhì)量相同，則速度大小相同，方向不一定相同，又因?yàn)閯恿渴鞘噶?，有方向性，所以動量不一定相?末動量初動量mv2mv11.沖量(1)定義：力和 的乘積.公式：I .單位： ，符號： .(2)矢量性：方向與 相同.2.動量定理(1)內(nèi)容：物體所受 的沖量等于物體的 .(2)公式：Ip或Ft .二、動量定理力的作用時(shí)間Ft牛頓秒Ns力的方向合外力動量變化mv2mv13.動量與緩沖的實(shí)例分析碰撞時(shí)可產(chǎn)生沖擊力，要增大這種沖擊力就要設(shè)法 沖擊力的作用時(shí)間；要防止沖擊力帶來的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法 其作用時(shí)間.減少延長想一想跳高時(shí)在下落處要放厚厚的海綿墊子，跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑中

3、，這樣做的目的是什么？答案這樣做可以延長作用的時(shí)間，以減小地面對人的沖擊力.課堂講義 理解深化探究一、對動量的理解1.動量的矢量性：動量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同.2.動量的變化量：是矢量，其表達(dá)式pmv2mv1p2p1為矢量式，運(yùn)算遵循平行四邊形定則，當(dāng)p2、p1在同一條直線上時(shí)，可規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.例1關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是()A.運(yùn)動物體在任一時(shí)刻的動量方向，一定是該時(shí)刻的速度方向B.物體的動能不變，其動量一定不變C.動量越大的物體，其速度一定越大D.物體的動量越大，其慣性也越大解析動量具有瞬時(shí)性，任一時(shí)刻物體動量的方向與該時(shí)刻物體的速度方向相同，選

4、項(xiàng)A正確；動能不變，若速度方向變化，動量也發(fā)生變化，B項(xiàng)錯誤；物體動量的大小由物體質(zhì)量及速度大小共同決定，不是由物體的速度唯一決定的，故物體的動量大，其速度不一定大，選項(xiàng)C錯誤；慣性由物體質(zhì)量決定，物體的動量越大，其質(zhì)量并不一定越大，慣性也不一定越大，故選項(xiàng)D錯誤.答案A例2質(zhì)量為0.5 kg的物體，運(yùn)動速度為3 m/s，它在一個(gè)變力作用下速度變?yōu)? m/s，方向和原來方向相反，則這段時(shí)間內(nèi)動量的變化量為()A.5 kgm/s，方向與原運(yùn)動方向相反B.5 kgm/s，方向與原運(yùn)動方向相同C.2 kgm/s，方向與原運(yùn)動方向相反D.2 kgm/s，方向與原運(yùn)動方向相同解析以原來的方向?yàn)檎较?，?/p>

5、定義式pmvmv得p(70.530.5) kgm/s5 kgm/s，負(fù)號表示p的方向與原運(yùn)動方向相反.答案A借題發(fā)揮關(guān)于動量變化量的計(jì)算1.若初、末動量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算.2.若初、末動量不在同一直線上，運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則.二、對沖量的理解和計(jì)算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(shí)間累積效應(yīng)，求沖量時(shí)一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量.(2)沖量是矢量，當(dāng)力是恒力時(shí)，沖量的方向與力的方向相同；當(dāng)力是變力時(shí)，沖量的方向與動量變化量方向一致.2.沖量的計(jì)算(1)求某個(gè)恒力的沖量：等于該力和力的作用時(shí)間的乘積.(

6、2)求合沖量的兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解.若給出了力隨時(shí)間變化的圖象如圖1所示，可用面積法求變力的沖量，即Ft圖線與時(shí)間軸圍成圖形的面積在數(shù)值上等于力在該段時(shí)間內(nèi)的沖量.利用動量定理求解.圖1例3如圖2所示，在傾角37的斜面上，有一質(zhì)量為5 kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)0.2，求物體下滑2 s的時(shí)間內(nèi)，物體所受各力的沖量.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析重力的沖量：IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向豎直向下.支持力的沖量：INNtmg

7、cos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直斜面向上.圖2摩擦力的沖量：Ifftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上.答案見解析借題發(fā)揮求各力的沖量或者合力的沖量，首先判斷各力是否是恒力，若是恒力，可直接用力與作用時(shí)間的乘積、求解，若是變力，要根據(jù)力的特點(diǎn)求解，或者利用動量定理求解.三、對動量定理的理解和應(yīng)用1.動量定理的理解(1)動量定理的表達(dá)式Ftmv2mv1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(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.2.動量

8、定理的應(yīng)用(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象：物體的動量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí)間越長，力就越小.作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長，動量變化量越大；力的作用時(shí)間越短，動量變化量越小.(2)應(yīng)用動量定理定量計(jì)算的一般步驟：選定研究對象，明確運(yùn)動過程.進(jìn)行受力分析和運(yùn)動的初、末狀態(tài)分析.選定正方向，根據(jù)動量定理列方程求解.例4跳遠(yuǎn)時(shí)，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于()A.人跳在沙坑里的動量比跳在水泥地上的小B.人跳在沙坑里的動量變化比跳在水泥地上的小C.人跳在沙坑里受到的沖量比跳在水泥地上的小D.人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小解析人跳遠(yuǎn)時(shí)從一定的高度落下，落地

9、前的速度是一定的，初動量是一定的，所以選項(xiàng)A錯誤；落地后靜止，末動量一定，人的動量變化是一定的，選項(xiàng)B錯誤；由動量定理可知人受到的沖量等于人的動量變化，所以兩種情況下人受到的沖量相等，選項(xiàng)C錯誤；落在沙坑里力作用的時(shí)間長，落在水泥地上力作用的時(shí)間短，根據(jù)動量定理，在動量變化一定的情況下，時(shí)間t越長則受到的平均作用力F越小，故選項(xiàng)D正確.答案D例5質(zhì)量m70 kg的撐竿跳高運(yùn)動員從h5.0 m高處落到海綿墊上，經(jīng)t11 s后停止，則該運(yùn)動員身體受到的平均作用力約為多少？如果是落到普通沙坑中，經(jīng)t20.1 s停下，則沙坑對運(yùn)動員的平均作用力約為多少？(g取10 m/s2)從開始下落到落到海綿墊上停

10、止時(shí)，mg(tt1)Ft10代入數(shù)據(jù)，解得F1 400 N下落到沙坑中時(shí)，mg(tt2)Ft20代入數(shù)據(jù)，解得F7 700 N.答案1 400 N7 700 N對點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋對動量和沖量的理解1.關(guān)于動量，下列說法正確的是()A.速度大的物體，它的動量一定也大B.動量大的物體，它的速度一定也大C.只要物體運(yùn)動的速度大小不變，物體的動量也保持不變D.質(zhì)量一定的物體，動量變化越大，該物體的速度變化一定越大解析動量由質(zhì)量和速度共同決定，只有質(zhì)量和速度的乘積大，動量才大，A、B均錯誤；動量是矢量，只要速度方向變化，動量就發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯誤；由pmv知D正確.答案D2.恒力F作用在質(zhì)量為m的物

11、體上，如圖3所示，由于地面對物體的摩擦力較大，物體沒有被拉動，則經(jīng)時(shí)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Ftcos D.合力對物體的沖量大小為零圖3解析拉力F對物體的沖量大小為Ft，A、C錯誤，B正確；合力對物體的沖量等于物體動量的變化，即等于零，選項(xiàng)D正確.答案BD動量定理的理解和應(yīng)用3.一個(gè)小鋼球豎直下落，落地時(shí)動量大小為0.5 kgm/s，與地面碰撞后又以等大的動量被反彈.下列說法中正確的是()A.引起小鋼球動量變化的是地面給小鋼球的彈力的沖量B.引起小鋼球動量變化的是地面對小鋼球彈力與其自身重力的合力的沖量

12、C.若選向上為正方向，則小鋼球受到的合沖量是1 NsD.若選向上為正方向，則小鋼球的動量變化是1 kgm/s解析根據(jù)動量定理可知，引起物體動量變化的是合外力的沖量，故A錯，B對；若選向上為正方向，則pp2p10.5(0.5)kgm/s1 kgm/s，故C錯，D對.答案BD4.在2014年的澳大利亞網(wǎng)球公開賽上，中國選手李娜奪得冠軍，比賽中，李娜揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出，如果網(wǎng)球被球拍擊打前、后瞬間速度的大小分別為v1、v2，v2與v1方向相反，且v2v1.重力影響可忽略，則此過程中球拍對網(wǎng)球作用力的沖量大小為_；方向與_(填“v1”或“v2”)方向相同.解析取球拍擊打前網(wǎng)球的速度v1的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動量定理得球拍對網(wǎng)球作用力的沖量為：Imv2mv1m(v1v2)，即沖量大小為：m(v1v2)，方向與v1方向相反，與v2方向相同.m(v1v2)v2