鲁科版物理选修3-5 第1章 动量守恒研究 11 动量定理

1、高中物理选修3-5鲁科版 目标定位1.理解动量的概念，知道动量和动量变化量均为矢量，会计算一维情况下的动量变化量.2.知道冲量的概念，知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义及其表达式.4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象一、动量1定义：运动物体的 和 的乘积叫动量；公式p ；单位： ，符号： .2矢量性：方向与速度的方向 .运算遵循 定则质量 速度 mv 千克米/秒 kgm/s 相同 平行四边形 3动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内 与 的矢量差(也是矢量)，p (矢量式)(2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带有正、负号的数值表示，从而

2、将矢量运算简化为 运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)末动量 初动量 mv2mv1 代数 想一想质量和速度大小相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？ 答案不一定动量是矢量，有方向性，而动能是标量，无方向二、动量定理1冲量(1)定义：力与 的乘积公式：I .单位： ，符号： .(2)矢量性：方向与 相同2动量定理(1)内容：物体所受 的冲量等于物体的 .(2)公式：Ip或Ft .力的作用时间 Ft 牛顿秒 Ns 力的方向 合外力 动量变化 mv2mv13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 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

3、其作用时间减少 延长 想一想在日常生活中，有不少这样的例子：跳高时在下落处要放厚厚的海绵垫子，跳远时要跳在沙坑中，这样做的目的是什么？ 答案这样做可以延长作用的时间，以减小地面对人的冲击力一、对动量的理解1动量的矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同2动量的变化量：是矢量，其表达式pmv2mv1p2p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算【例1】关于物体的动量，下列说法中正确的是()A运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B物体的动能不变，其动量一定不变C动量越大的物体，其速度一定越大D物体的动量越大，其惯性

4、也越大答案A 解析动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，与该时刻物体的速度方向相同，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生变化，B项错误；物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故物体的动量大，其速度不一定大，选项C错误；惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，故选项D错误【例2】质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为()A5 kgm/s，方向与原运动方向相反B5 kgm/s，方向与原运动方向相同C2 kgm/s，方向与原运动

5、方向相反D2 kgm/s，方向与原运动方向相同答案A解析以原来的方向为正方向，由定义式pmvmv得p(70.530.5) kgm/s5 kgm/s，负号表示p的方向与原运动方向相反借题发挥关于动量变化量的求解1若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算2若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则二、对冲量的理解和计算1冲量的理解(1)冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间累积效应，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(2)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同2冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：等于该力和力的作用时间的乘积(2)求

6、合冲量的两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量，即Ft图线与时间轴围成图形的面积在数值上等于力在该段时间内的冲量利用动量定理求解【例3】如图所示，在倾角37的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)课堂讲义答案见解析解析重力的冲量：IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向竖直向下支持力的冲量：INNtmgc

7、os t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直斜面向上摩 擦 力 的 冲 量 ： If f t m g c o s t 0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上借题发挥求各力的冲量或者合力的冲量，首先判断是否是恒力，若是恒力，可直接用力与作用时间的乘积，若是变力，要根据力的特点求解，或者利用动量定理求解三、对动量定理的理解和应用1动量定理的理解(1)动量定理的表达式Ftmv2mv1是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值2动量定理的应用(

8、1)定性分析有关现象：物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：选定研究对象，明确运动过程进行受力分析和运动的初、末状态分析选定正方向，根据动量定理列方程求解【例4】跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上的小B人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上的小C人跳在沙坑里受到的冲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答案D解析人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，所以选项A错误；落地后静止，末动量一定，人的动量变化是一定的，选项B错误；由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，选项C错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间t越长则受到的平均作用力F越小，故选项D正确【例5