新教材高中物理第一章动量守恒定律12动量动量定理课件新人教版选择性必修第一册

1、第一章动量守恒定律物理观念：理解冲量和动量掌握动量定理和动量守恒定律知道动量守恒定律的普适性定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象知道火箭的发射利用了反冲现象科学思维：通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然科学的奥妙科学探究：通过实验，探究碰撞中的不变量通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点科学态度与责任：制作“水火箭”收集资料，了解中子的发现过程，讨论动量守恒定律在其中的作用查阅资料，了解太空物体的碰撞和微观粒子的碰撞等相关信息观察台球碰撞前后的运动情况，尝试用动量知识定性解释本章在

2、学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上，进行学习能从理论推导和实验验证的角度，理解动量守恒定律，深化对物体之间相互作用规律的理解能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象，解决一维碰撞问题通过对动量守恒定律等内容的学习，认识到物理规律的内在一致性和适用范围，认识到物理研究是建立在观察和实验基础上的一项创造性工作，在研究中必须坚持实事求是的态度本章重点知道动量、冲量等概念；了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点；掌握动量定理、动量守恒定律等知识本章难点理解冲量和动量；理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象；动量守恒定律的实验1动量2动量定理学习目标1知道动量的概念，知道

3、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知道动量定理的确切含义，掌握其表达式4会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象学法指导1通过定义、公式、实例加深体会动量、冲量等物理量的意义2认真做实验，仔细观察物体间的相互作用过程，结合数据分析，理解动量定理，及其适用的情境，灵活运用公式，求解未知量知识导图预习导学 | 新知领悟1动量(1)定义：物体的_与_的乘积，即p_.(2)单位：动量的单位是_，符号是_(3)方向：动量是_量，它的方向与_的方向相同动量及动量的变化量质量速度mv千克米每秒kgm/s矢速度2动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内_与

4、_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矢量运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为_运算(此时的正、负号仅表示方向，不表示大小)不在同一直线上的动量运算遵循_末动量初动量pp代数平行四边形定则1物体做匀速圆周运动时，其动量是否变化？【答案】变化动量是矢量，方向与速度方向相同，物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，方向时刻变化，其动量发生变化2在一维运动中，动量正、负的含义是什么？【答案】正、负号仅表示方向，不表示大小正号表示动量的方向与规定的正方向相同；负号表示动量的方向与规定的正方向相反关于动量，下列说法中正确的是(

5、)A质量大的物体，动量一定大B速度大的物体，动量一定大C两物体的质量与其速度大小的乘积相同，两物体的动量一定相同D两物体的动能相同，它们的动量可能不同【答案】D1冲量【答案】时间Ns力时间冲量和动量定理2动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的_(2)表达式：_或_动量变化量F(tt)mvmvIpp在跳高比赛时，在运动员的落地处为什么要放很厚的海绵垫子？【答案】跳过横杆后，落地时速度较大人落到海绵垫子上时，可经过较长的时间使速度减小到零，在动量变化量相同的情况下，人受到的冲力减小，对运动员起到保护作用质量为m的木箱放置在光滑的水平地面上，在与水平方向成角的恒定拉力

6、F作用下由静止开始运动，经过时间t速度变为v，则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为()AFt0BFtcos 0CmvmgtDFtmgt【答案】D【解析】力F的冲量就是F与时间t的乘积，即IFFt；重力的冲量就是重力与时间t的乘积，即IGmgt，故选D多维课堂 | 素养初培如图所示，质量为m，速度为v的小球与挡板发生碰撞，碰后以大小不变的速度反向弹回问题(1)小球碰撞挡板前后的动量是否相同？(2)小球碰撞挡板前后的动能是否相同？(3)小球碰撞挡板过程中动量变化量大小是多少？【答案】(1) 不相同碰撞前后小球的动量大小相等，方向相反(2) 相同(3) 2mv对动量和动量变化量的理解1对动量的

7、认识(1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用pmv表示(2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同(3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关探究总结2动量的变化量是矢量，其表达式pp2p1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3动量和动能的区别与联系素养点评：本探究通过对动量和动量变化量的理解，培养“物理观念”素养对动量概念的理解精练1(多选)关于动量的概念，下列说法正确的是()A动量大的物体，惯性不一定大B动量大的物体，运动一定快C动量相同的物体，运

8、动方向一定相同D动量相同的物体，动能也一定相同【答案】AC【答案】B对动量变化的理解精练2(多选)关于动量的变化，下列说法中正确的是()A做直线运动的物体速度增大时，动量的增量p与速度的方向相同B做直线运动的物体速度减小时，动量的增量p与运动的方向相反C物体的速度大小不变时，动量的增量p为零D物体做曲线运动时，动量的增量p一般不为零【答案】ABD【解析】当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则可知pp2p10，与速度方向相同，如图甲所示，A正确；当做直线运动的物体速度减小时，pp2p10，即p2p1，如图乙所示，此时p与物体的运动方向相反，B正确；当物体的速度

9、大小不变时，动量可能不变化，即p0，也有可能动量大小不变而方向变化，此种情况p0，C错误；物体做曲线运动时，速度的方向不断变化，故动量不断变化，p一般不为零，如图丙所示，D正确故选ABD变式2质量m2 kg的物体，在光滑水平面上以v04 m/s的速度向右运动，受到一个水平向左的力作用一段时间后，速度大小变为4 m/s，方向水平向左设向右的方向为正，则在这个过程中物体动量的变化为()A0B16 kgm/sC8 kgm/sD16 kgm/s【答案】D【解析】根据动量变化pmvtmv0代入数据可得p2(4)24 kgm/s16 kgm/s.负号表示动量变化的方向向左动量和动能的理解误区1动量pmv，

10、大小由m和v共同决定2动量p和动量的变化p均为矢量，计算时要注意其方向性3动能是标量，动能的变化量等于末动能与初动能大小之差4物体的动量变化时动能不一定变化，动能变化时动量一定变化如图所示，一个质量为m的物体，在动摩擦因数为的水平面上运动，受到一个与运动方向相同的恒力F作用，经过时间t，速度由v增加到v.对动量定理的理解和应用问题(1)在时间t内拉力F的冲量和合外力的冲量各是多大？(2)在此过程中，物体动量的变化量是多大？(3)恒力F的冲量与物体动量的变化量相等吗？【答案】(1)Ft(Fmg)t(2)mvmv(3)不相等合外力的冲量(Fmg)t与动量的变化量才相等1冲量的理解(1)冲量是过程量

11、，它描述的是力作用在物体上的时间积累效应，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探究总结2冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：力和力的作用时间的乘积(2)求合冲量的两种方法：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(3)求变力的冲量：若力与时间呈线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量若给出了力随时间变化的图像如图所示，可用面积法求变力的冲量利用动量定理求解3动量定理的理解(1)动量定理的表达式Ftmvmv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

12、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4动量定理的应用(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素养点评：本探究通过“动量定理”，培养“科学思维”素养对动量定理的理解精练3(多选)将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出，不

13、计空气阻力，g取10 m/s2以下判断正确的是()A小球从抛出至最高点受到的冲量大小为10 NsB小球从抛出至落回出发点动量的改变量大小为0C小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为0D小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为20 Ns【答案】AD【解析】小球仅受重力，选竖直向上为正方向，由动量定理，上升过程中小球的冲量I0mv10 Ns，故A正确全过程动量的改变量p2mv20 Ns，冲量大小为20 Ns，故D正确【答案】C【解析】子弹射穿木块的过程时间很短，忽略地面摩擦力的冲量，应用动量定理，对子弹穿过第一、第二木块的两个过程，得Ft2mv1，Ftmv2mv1，由两式可得v1v213动量定理的应

14、用精练4据统计，人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍为探究这个问题，实验小组的同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过使一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况重物与地面的形变很小，可忽略不计g取10 m/s2下表为一次实验过程中的相关数据.重物(包括传感器)的质量m/kg8.5重物下落高度H/cm45重物反弹高度h/cm20最大冲击力Fm/N850重物与地面接触时间t/s0.1(1)请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：重物受到地面的冲击力最大时的加速度为多大？在重物与地面接触过程中，重物受到地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍？(

15、2)如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施？请你提供一种可行的方法并说明理由【答案】(1)90 m/s26倍(2)略变式4一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速度均约为30 m/s，则：(1)假设两车相撞时人与车一起做匀减速运动，试求车祸中车内质量约为60 kg的人受到的平均冲力是多大；(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，这时人体受到的平均冲力为多大？【答案】(1)5.4104 N(2)1.8103 N动量定理应用的三点提醒1

16、若物体在运动过程中所受的力不是同时的，可将受力情况分成若干阶段来求解，也可当成一个全过程来求解2在用动量定理解题时，一定要认真进行受力分析，不可有遗漏，比如易漏掉的物体的重力3列方程时一定要先选定正方向，将矢量运算转化为代数运算核心素养微专题水滴石穿的典故宋朝时，张乖崖在崇阳当县令当时，常有军卒侮辱将帅、小吏侵犯长官的事张乖崖认为这是一种反常的事，下决心要整治这种现象一天，他在衙门周围巡行突然，他看见一个小吏从府库中慌慌张张地走出来张乖崖喝住小吏，发现他头巾下藏着一文钱那个小吏支吾了半天，才承认是从府库中偷来的张乖崖把那个小吏带回大堂，下令拷打那小吏不服气：“一文钱算得了什么！你也只能打我，不

17、能杀我！”张乖崖大怒，判道：“一日一钱，千日千钱，绳锯木断，水滴石穿”为了惩罚这种行为，张乖崖当堂斩了这个小吏【考题延伸】人们常说“滴水穿石”，请你根据下面所提供的信息，估算水对石头的冲击力的大小一瀑布落差为h20 m，水流量为Q0.10 m3/s，水的密度1.0103 kg/m3，水在最高点和落至石头后的速度都认为是零(落在石头上的水立即流走，在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力，g取10 m/s2)【答案】2.0103 N素养点评：本题通过对动量定理应用的考查，培养学生的“科学思维”素养课堂小练 | 素养达成1(2021届银川一中期中)对一定质量的物体，下列说法不正确的是()A物体的动

18、能发生变化，其动量一定变化B物体的动量发生变化，其动能一定变化C物体所受的合外力不为零，物体的动量一定变化，但物体的动能不一定变化D物体所受的合外力为零时，物体的动量变化量一定为零【答案】B【解析】对于一定质量的物体，物体的动能发生变化，则速度的大小一定变化，则动量一定变化，选项A正确；物体的动量发生变化，可能是速度的方向发生变化，若大小不变，则动能不变，选项B错误；物体所受的合外力不为零，物体的动量一定变化，但物体的动能不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，速度方向不断变化，物体的动能不变而动量变化，选项C正确；物体所受的合外力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动的状态，速度不变，所以物

19、体的动量一定不发生变化，选项D正确故选B2一颗子弹沿水平方向射向木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行这两次相比较()A第一次子弹的动量变化较大B第二次子弹的动量变化较大C两次子弹的动量变化相等D无法比较两次子弹的动量变化大小【答案】B【解析】子弹在同一块木块中穿行过程中受到的阻力大小是相等的，因此子弹的加速度大小是不变的当木块被固定时，子弹在木块中运动的位移等于木块的宽度，而木块静止放在光滑的水平面上时，子弹在木块中运动的过程中，木块也要运动，则子弹在木块中运动的位移大于木块的宽度(对地面参考系而言)，因此第二次子弹在木块中运动的时间较长，因此子弹受到的阻力的冲量较大，它的动量变化也较大故选B3(2020年辽宁六校期中)质量相同的甲、乙两小球，自同一高度以相同的速率抛出，甲做平抛运动，乙做竖直上抛运动，则从抛出到落地的过程中(空气阻力不计)()A两球动量的变化相同B两球所受重力的冲量相同C两球动量的变化率相同D甲球动量的变化大于乙球动量的变