全国通用版高中物理第十六章动量守恒定律第2节动量和动量定理课件新人教版选修3_5

1、选修35 人教版第十六章动量守恒定律第二节动量和动量走理。学习目标k.理解动量和冲量的概念，知道动量和冲量是矢量知道动量的变化也是矢量，会正确计算一维的动量变化探 掌握动量定理，并会应用它解决实际问题E）知识导图1一课前预习2课探究3素养提升4课堂达标5一课时作业知识点1动量1-定义运动物体的质量和它的速度2.表达式p =： mv3.单位千克米每秒,符号ms_i4.方向动量是矢量，它的方向与 速度的的乘积叫做物体的动量。方向相同。动量的变化量1. 动量的变化因%p=nw,是矢量，只要加的大小，e的大小和e的方向三者中任何一个 发生了变化,动量p就发生变化。2. 动量的变化量定义：物体在某段时间

2、内末动量与初动量的矢量差（也是矢 量），Ap= P一P 。Ap =pf p ,此式为矢量式，若p，、p不在同一直线上时，要用 平行四边形 定则（或矢量三角形定则）求矢量差,若在同一直线上，先规定正方 向，再用正、负表示卩、p,可用w=p'p=进銜代数运算求知识点3冲量1-定义力与力的作用时间的乘积叫力的冲量。2.表达式3.方向冲量是矢量，冲量的方向与 力的方向一致,冲量的方向跟动量变化 的方向一致。4.冲量的单位在国际单位制中是“牛顿秒”,符号“ Ns ”动量定理1. 内容物体在一个过程始末动量的变化量 等于它在这个过程中所受力 的 冲量。2. 表达式mvfmv=F(tft) 或 pf

3、p=I3. 动量定理的应用碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法理冲击力的作用 时间。要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法 延长 其作用时 间。预习反馈判一判(1) 动量大的物体惯性一定大。(X )(2) 物体的动量相同，其动能一定也相同。(X )(3) 做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量妙的方向与运动方向相同。(° )(4) 冲量是矢量，其方向与恒力的方向相同。(7 )(5) 力越大，力对物体的冲量越大。(6) 若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合 力一定不为零。选一选（山东省寿光实验中学20162017学年高二下学期检测）如图所示，篮球

4、运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速LT引至胸前，这样做可以A减小球的动量的变化量B.减小球对手作用力的冲量C.减小球的动量变化率接球动作(C )D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A. B. D错误；由动量定理=可知&增大，减小了球的动量变化率，C正确。壮想一想鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被 打破。现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同 一高度自由落下，使鸡蛋落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不 会被打破，思考其中的道理。解析：鸡蛋落地动量变化AP定，鸡蛋落到塑料垫上时，作用时间山变

5、 大，根据动量定理=可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破。探究一对动量的理解如图所示，运动员挥拍将质量为加的网球击出。 如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小均为e, 请思考：网球动量的变化量是零吗？提示：不是。动量是矢量，其变化量为2/W。1.动量的性质 (1)瞬时性求动量时要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量，p=mv中的速度e是瞬时速度。(2)矢量性动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同，有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运 算了。(3)相对性指物体的动量与参考系的选择有关，选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不

6、说明参考系的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量。2.动量与速度、动能的区别和联系 (1)动量与速度 a.区别：速度描述物体运动的快慢和方向；动量在描述物体运动方面更进步，更能体现运动物体的作用效果。b.联系：动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，p=mvo(2)动量和动能的比较动量动能物理意义描述机械运动状态的物理量定义式p=mv2标矢性矢量标量变化决定因素换算关系物体所受冲量外力所做的功2 p=<2mEk，Ek=特别提醒：动量是矢量，比较两个物体的动量时，不能仅比较大小，妙廖° 比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等。黨

7、琴康A典例12017年3月23日，世界杯预选赛在北京举行，中国队以1：0力克10m/s3m/s©乙韩国队，比赛中，一足球运动员踢一个质量为04kg的足球。若开始时足球的速度是4m/s,方向向右，踢球后，球的速度为10m/s, 方向仍向右（如图甲），则足球的初动量=l6kgm/s ,方向向右，足球的末动量W= 4kgm/s ,方向 向右；在这一过程中足球动量的改 变量Ap =24k疔m/s,方向 向右。（2）若足球以10m/s的速度撞向球门门柱，然后以3m/s速度反向弹回（如图 乙），则这一过程中足球的动量改变量是 5.2kgm/s ,方向 向左：动 能改变量是182J。解题指导：（1

8、）切记动量是矢量，其方向与速度方向相同。（2）动量的变化量p是矢量式，当p，、p在同一直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。 解析：(1)取向右为正方向，初、末动量分别为 p =mv=0.4 X 4kg*m/s=1.6kg*m/s,方向向右 p' =mv' = 0.4X 10kg*m/s=4kg,m/s,方向向右 动量的改变量为g=p" p=2.4kgm/s,方向向右。(2)取向右为正方向，初、末动量分别为p 1=mv9 = 0.4 X 10kg*m/s=4kgm/s,方向向右 P2=mvH =0.4X(3)kg-m/s = 1 2kgm/s、方向向左,=

9、”2Pi=52kgm/s,负号表示方向向左。动量的改变量为W（:对点训练7（辽宁省大连市第二十四中学20172018学年高一下学期期中）一个力作用在一物体上，下列叙述中正确的是A. 若力对物体做的功为零，则物体的动量变化量一定为零B. 若力的冲量为零，则物体的动能变化量一定为零C. 物体动量变化量的方向不可能与末动量方向相同D. 物体动量变化量的方向不可能与末动量方向垂直解析：合外力做功为零动能不变，但合外力的冲量不一定为零，则动量的 变化不一定为零，如匀速圆周运动，其合力做功为零，但其动量始终在变化， 故A错误；物体所受的合外力的冲量为零，则动量变化一定为零，即物体的速 度不变，故动能不变，

10、所以动能的变化量一定为零，故B正确；物体动量变化 量的方向可能与末动量方向相同，比如做匀加速直线运动的物体，故C错误； 物体动量变化量的方向可能与末动量方向垂直，比如做斜上抛运动到最高点， 末动量的方向在水平方向，动量的变化量在竖直方向上，故D错误。探究二对冲量的理解S思考讨论初2U 1 kao liHi lun如图所示，一个小孩沿水平方向用最大的力F推静止在水平地面上的小汽车，但推了很久时间t都无 法使它运动，就这个问题两个同学展开讨论。甲同学说：汽车没动是因为小孩给汽车的推力的冲量为零。提示：小孩给汽车的推力的冲量大小为乙同学说：小孩给汽车的推力的冲量不为零，汽车没动是因为它所受的合 力的

11、冲量为零。谁说得对？汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。归纳总结:ni ni zong jie 1-对冲量的理解(1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与 某一过程相对应。(2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体 动量变化量的方向相同具有绝对性。(3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定,特别提醒：(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时 间的乘积。(2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。D典例剖析:

12、.iiin li pun .xiA典例2如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30° ,高为5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g取10m/s2,求:(1) 重力的冲量；(2) 支持力的冲量;(3) 合力的冲量。根据公式解题指导:分析物体的 受力情况确定各力大小、方向确定物体 运动时间求各力及合力的冲量解析：由于物体下滑过程中各个力均为恒力，所以只要求出物体下滑的时 间，便可以用公式UZ逐个求解。由牛顿第二定律得r=叱理 =gsi盼 5m/s2重力的冲量为/G=2X10X2N-s=40N-s,方向竖直向下。 支持力的冲量为/N=Nt=/wg cos旳=20书 N-s,方向垂直

13、于斜面向上。 合力的冲量为7合=F合=mgsinO't=20N*s,方向沿斜面向下答案：(l)40N-s,方向竖直向下(2) 20书Ns,方向垂直于斜面向上(3) 20N-s,方向沿斜面向下，对点训练2 关于冲量，下列说法正确的是A. 冲量是物体动量变化的原因B. 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C. 动量越大的物体受到的冲量越大D. 冲量的方向就是物体运动的方向解析：力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说冲量使物体的动量发生了变 化，A选项正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量/ = Ft,与物体

14、处于什么状态无关，物体运动状态的变化情况，是所有作用在物 体上的力共同产生的效果，所以B选项不正确；物体所受冲量Z =刊与物体动量的大/Jv = mv无关，C选项不正确；冲量的方向与物体运动的方向无关，故D选 项不正确。探究三 对动量定理的理解和应用思考讨论:i kao tao Inn .3从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿（如图所示），这样做是为了什么？间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力。提示：人落地动量变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时1.对动量定理的理解(1) 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。(2) 动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量

15、跟物体动量变化量不 仅大小相等，而且方向相同。运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。(3) 动量的变化率和动量的变化量由动量定理可以得出它说明动量的变化率决定于物体所受的合外力。而由动量定理7=V知动量的变化量决定于合外力的冲量，它不仅与物体的受力有关，还与力的作用时间有关。应用7=Ap求变力的冲量o 如果物体受到大小.方向不变的力的作用，既可以应用F&求力的冲量，也可以应用物体动量改变V的大小和方向来替代力的冲量。如果物体受到大小、方向改变的力的作用，则不能直接用求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变V的大小和方向，替代变力的 冲量。3.应用动量定理解题的一

16、般步骤a. 选定研究对象，明确运动过程。b. 进行受力分析和运动的初、末状态分析。c. 选定正方向，根据动量定理列方程求解。丄典例剖析:.inn li |h)u x A典例3用05kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度r=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作 用时间是001s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多 大？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？仗取10m/s2) (3)比较(1)和(2),讨论是否要计铁锤的重力。解题指导：选取研究对象受力分析一动量定理列方程求解、讨解析：（1）以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子的作用力，

17、方向竖直向上，设为Fi，取竖直向上为正，由动量定理可得耐=0咖所以F严一"需N=200N,方向竖直向上。由牛顿第三定律和铁锤钉钉子的作用力为200N,方向竖直向下。若考虑重力，设此时受钉子的作用力为八，对铁锤应用动量定理，取竖 直向上为正。(F2+mg)t=0mv(矢量式)F 2=-5X(-4.0)oiN-0.5X (- 10)N=205N,方向竖直向上。由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子的作用力为205N,方向竖直向下IF2Fil(3)比较Fi与”，其相对误差为 X100% =2.5%,可见本题中重力的影响可忽略。答案：(l)200N,方向竖直向下(2)205N,方向竖直向下见解析，

18、（对点训练3（河北省唐山市2017201学年高三上学期期末）1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，成为“中华第一撞”，从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨,在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是A.安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量C.安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率D.安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使得动量变化更大解析：在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加 了作用的时间，根据动量定理Ft-XP可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即 是减小了驾驶员的动量变化率，故选C。动童走理分童式的应用技巧根据力与运动的独立性原理，动量定理也可记为Fyt=pyO即某 一方向上的力的冲量只能引起这个方向上的动量变化，而不引起其他方向的动 量变化。案例(2016北京理综，24)动量定理可以表示为Ap=FA6其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的心y两个方向