1.2动量定理高二物理（人教版2019选择性）

2.动量定理第一单元动量守恒定律1物理观念：理解冲量的概念及其矢量性，知道的冲量的意义，即动量定理及其表达式的物理意义。2科学思维：能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。培养学生思考分析能力。培养建构模型能力。3科学探究：经历对动量定理及其表达式的探究过程，尝试用科学探究的方法研究物理问题。知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设；具有设计探究方案和获取证据的能力。4科学态度与责任：具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。核

心

素

养一、驱动问题跳远运动项目在沙坑里面进行，你知道这些沙子有什么作用吗？主要的用途是减轻运动员着地瞬间与地面的撞击力度，包括曲膝也是。你还能举出哪些类似的例子呢？以下情境中的原理和上述例子相同的有哪些？以上情景中物体的受力与各自的动量变化有怎样的关系呢？一、驱动问题一、驱动问题以上的现象中物体的动量都发生了变化，过程原理你能说清楚吗？（提示：尝试从作用时间、动量变化、作用力的寻找角度去思考。）轮船靠岸的过程轮胎起了缓冲作用。点击视频播放二、动量定理（一）利用牛顿第二定律推导动量定理【场景1】在光滑水平面上的质量为m的小球在水平恒力F的作用下，经过时间t，速度由v变为v′。【分析】如图所示,物体的初动量为p=mv,末动量为p′=mv′,由加速度的定义式:由牛顿第二定律F=ma=

,可得Ft=mv′-mv，即Ft=p′-p【情景2】如果多一个阻力呢，质量为m的小球的速度由v1

变为v2

，已知两力作用的时间为t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。冲量动量小球的合力F-fFʋ2Fʋ1fff（一）利用牛顿第二定律推导动量定理二、动量定理二、动量定理【情景3】如果是在斜面上呢，还会得到什么推理形式？（一）利用牛顿第二定律推导动量定理（二）类比思维：合外力的功改变了物体的动能二、动量定理

假定一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力F的作用，做匀变速直线运动，初始时刻物体的速度为v，经过一段位移∆x，它的速度为v'.当时，经过推导得到：把F∆x是力在位移上的累积，称为力的功。改变了物体动能。F∆t是力对时间的累积，我们称它为什么呢？它在改变动量。F作用位移

xFʋʹFʋ∆AB二、动量定理请你阅读课文，总结查找冲量的概念。（形成物理观念）１.定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为

I=Ft2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s

3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应回想一下之前学习过的功，想想它与冲量有哪些异同？（三）冲量FtOt5.冲量与功观念区分力对物体有冲量,若物体没有位移，力对物体不做功；力对物体做功,也一定经历了时间，力对物体有冲量。xFOxx二、动量定理冲量功区别公式标、矢量意义正负作用效果单位N·SI=Ft

矢量标量N·m（J）力对时间的积累,对应一段时间力对位移的积累,

对应一段位移正负表示与正方向相同或相反正负表示动力做功或阻力做功改变物体的动量改变物体的动能6.变力的冲量二、动量定理请你回忆，匀变速位移公式的推导。（构建物理思维模型）Ft/s43210246108t/s43210246108Ft/s43210246108FFt/s43210246108（1）由图可知F-t图线与t轴所围“面积”大小表示t0内，力F0的冲量的大小。面积正负代表冲量方向。（2）对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,冲量也可用I=F(t'-t)计算,但式中的F应为Δt时间内的平均力,即（四）动量定理1.内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2.表达式：或3.理解：(1)表明合外力的冲量是动量变化的原因；(2)动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同;（3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得

，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。二、动量定理（四）动量定理4.动量定理的适用范围(1)动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；(2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；(3)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动等问题。动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。二、动量定理三、动量定理的应用（一）教材例题精析【例题】一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。球棒对垒球的平均作用力是多大？

【解析】垒球的初动量为p=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s垒球的末动量为pˊ=mvˊ=(－0.18)×25kg·m/s=－8.1kg·m/s由动量定理知垒球所受的平均作用力为负号表示力的方向与垒球飞来的方向相反你能总结一下利用动量定理解答问题方法和注意事项吗？（二）动量定理的应用步骤1、确定研究对象：一般为单个物体；4、选定正方向，确定在物理过程中研究对象的动量的变化；5、根据动量定理列方程，统一单位后代入数据求解。2、明确物理过程：受力分析，求出合外力的冲量；3、明确研究对象的初末状态及相应的动量；现在回头解释课堂开始的问题，物体的受力与各自的动量变化有怎样的关系呢？三、动量定理的应用（三）动量定理解释生活现象跳远比赛这些场景中的垫子、沙坑、轮胎的缓冲为什么可以保护好人和船不受到太大力的作用？由Ft=Δp可知：△p一定，t长则F小三、动量定理的应用悬挂轮胎的游船准备靠岸跳高比赛这些场景中为什么物体可以获得更大的作用力呢？锤子钉钉子棒球比赛高尔夫球比赛由Ft=Δp可知：△p一定，t短则F大（三）动量定理解释生活现象三、动量定理的应用人们常说“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h＝20m，水流量为Q＝0.10m3/s，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水在最高点和落至石头上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10m/s2)（四）流体模型想一想三、动量定理的应用（四）流体模型1.基本方法：用动量定理解决流体问题，一般采用微元法：即取一个很短时间Δt，对Δt内流出液体Δm用动量定理。2.解题的关键：（1）确定Δm与Δt、液体的速度、密度等关系。（2）确定Δm作用前后速度的变化。（3）Δt趋近零时，Δm很小，所受的重力均不计。3.特点：⑴对水枪喷射问题，当空中水柱稳定后，空中水的体积不变，任何时间内从枪口射出的水等于射向墙壁或物体的水。⑵若水柱不散开，水柱的横截面积与水的速度成反比。三、动量定理的应用三、动量定理的应用（四）流体模型课堂小结动量定理动量定理利用牛顿第二定律推导动量定理冲量动量定理动量定理的应用动量定理的应用步骤动量定理解释生活现象流体模型课堂反馈1．将物体水平抛出，在物体落地前（不计空气阻力），下列说法正确的是（

）A．动量的方向不变

B．动量变化量的方向不变C．相同时间内动量的变化量越来越大

D．动量变化的越来越快【答案】B课堂反馈1.(冲量的理解)下面关于冲量的说法正确的是(

)A.物体受到很大的冲力时,其冲量一定很大B.当力与位移垂直时,该力的冲量为零C.不管物体做什么运动,在相同时间内重力的冲量相同D.只要力的大小恒定,其相同时间内的冲量就恒定答案:C解析:冲量是力与时间的乘积,是矢量,力大,冲量不一定大,A错误;当力与位移垂直时,该力的冲量不为零,B错误;不管物体做什么运动,在相同时间内重力的冲量相同,C正确;力的大小恒定,其相同时间内冲量方向不一定相同,D错误。课堂反馈2.(动量定理的理解)(多选)在任何相等时间内,物体动量的变化量总是相等的运动可能是(

)A.匀速圆周运动 B.匀变速直线运动C.自由落体运动 D.平抛运动答案:BCD解析:物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变。由动量定理可知,它们在任何相等时间内的动量变化量总相等,而物体做匀速圆周运动合外力是变力,故B、C、D均正确,A错误。课堂反馈3.(定性分析问题)如图所示,从高处跳到低处时,为了安全,一般都要屈腿,这样做是为了(

)A.减小冲量B.减小动量的变化量C.增大与地面的冲击时间,从而减小冲力D.增大人对地面的压强,起到安全作用答案:C解析:人在和地面接触时,人的速度减为零,由动量定理可知(F-mg)t=Δp,而屈腿可以增加人着地的时间,从而减小受到地面的冲击力,故选C。课堂反馈4.(动量定理的应用)将质量为m=1kg的小球,从距水平地面高h=5m处,以v0=10m/s的水平速度抛出,不计空气阻力,g取10m/s2。求:(1)抛出后0.4s内重力对小球的冲量;(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp;(3)小球落地时的动量p'。

答案:(1)4N·s

方向竖直向下(2)10kg·m/s

方向竖直向下课堂反馈