人教版(新教材)高中物理选择性必修1学案31 1-1 2 动量 动量定理

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE11.1-1.2动量动量定理〖学习目标〗1.通过实验寻求碰撞中的不变量.2.理解动量的概念及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量.3.理解冲量的概念，知道冲量是矢量；理解动量定理及其表达式.4.能够利用动量定理解释有关物理现象并进行有关计算.〖要点剖析〗要点一、动量、动量定理1.动量（1）定义：；状态量，在谈及动量时，必须明确是物体在哪个时刻或哪个位置所具有的动量；（2）矢量性：动量是矢量，它的方向与物体的速度方向相同，服从矢量运算法则．（3）动量的单位：千克·米／秒，符号为；（4）动量的变化：。(多选)关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．惯性越大的物体，它的动量也越大B．动量大的物体，它的速度不一定大C．物体的动能不变，则其动量也保持不变D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向2.冲量（1）定义：（2）矢量性：矢量，但冲量的方向不一定就是力的方向；（3）单位：牛·秒，符号为．（4）注意：①冲量是过程量，它反映的是力在一段时间内的积累效果，求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量；②，只能直接求恒力或者平均作用力的冲量；③当力的方向不变时，冲量的方向跟力的方向相同，当力的方向变化时，冲量的方向一般根据动量定理来判断（即冲量的方向是物体动量变化的方向）。在倾角的斜面上，有一质量的物体由静止开始下滑，摩擦因数0.5，求物体下滑的时间内：斜面对物体的支持力的冲量；重力的冲量；（3）合力对物体的冲量。3.动量定理（1）动量定理的内容：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化：，反映力在时间上的累积，引起其动量的变化。（2）理解：①矢量式，应用动量定理时需要规定正方向；②研究对象可以是单个物体或者一个系统；③等式左边：是包括重力在内的所有合外力的冲量；④等式右边：只关注初末两个位置的运动状态；⑤动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，对微观物体和高速运动仍然适用。（多选）如图，把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下面抽出，解释这些现象的正确说法是（）

A.在缓慢拉动纸带时，重物和纸带间的摩擦力大 B.在迅速拉动时，纸带给重物的摩擦力小

C.在缓慢拉动时，纸带给重物的冲量大 D.在迅速拉动时，纸带给重物的冲量小(多选)从塔顶以相同速度抛出A、B、C三个小球，A球竖直上抛，B球平抛，C球竖直下抛，另有D球从塔顶开始自由下落。已知四个小球的质量相同，落到同一水平地面上。则()A．落地时动能相同的小球是A、B、CB．落地时动量相同的小球是A、B、CC．从离开塔顶到落地的过程中，动能增量相同的小球只有A、B、CD．从离开塔顶到落地的过程中，动量增量相同的小球是B、D要点二、有关计算1.动量变化量有关计算当初态动量和末态动量不在一条直线上时，动量变化由平行四边形定则进行运算；当初、末动量在同一直线上时可通过正方向的选定，动量变化可简化为带有正、负号的代数运算。质量为的小球沿光滑水平面以的速度冲向墙壁，被墙以的速度弹回，如图所示，求：这一过程中小球的动量改变了多少？方向怎样？2.冲量有关计算（1）某个力的冲量（直接法）①公式法：恒力用公式，；②面积法：F-t图像中，图线与坐标轴围成的面积代表冲量；（2）合外力的冲量（直接法）：①各外力作用时间相同，可以先求合力，再乘以作用时间；②作用时间不同，就只能先单独求，再矢量相加。（3）间接法：若力不为恒力，或者直接法求不出是，动量定理间接求解。（多选）摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是()A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D.摩天轮转动一周的过程中,乘客合外力的冲量为零一质量为的小球从高处自由下落到一厚软垫上。若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了，则这段时间内软垫对小球的平均冲击力为多少(取，不计空气阻力)？3.综合计算3．动量定理的应用（1）一个物体的动量变化与合外力的冲量具有等效代换关系，二者大小相等，方向相同：①利用动量的变化量求变力的冲量：．②应用恒力的冲量求动量的变化量：，例如平抛运动。（2）用动量定理解释相关物理现象的要点．①缓冲；动量变化量相同，作用时间边长，动量的变化率变小，冲击力变小；②快速抽出；将某个物体快速抽出，滑动摩擦一定，作用时间越短，冲量越小，动量变化量越小。（3）应用动量定理解题的步骤：①选取研究对象；②确定所研究的物理过程及其始、终状态；③分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况；④规定正方向，根据动量定理列式；⑤解方程，统一单位，求得结果．注意：选好过程可以简化计算，优先选取全过程进行分析。在水平力的作用力下，质量的物体由静止开始沿水平面运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数，若作用后撤去，撤去后物体还能向前运动多长时间才停止？（取）要点三、与其它相关知识的关联和区别（1）动量与速度的区别动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，方向相同；动量大速度不一定大。（2）动量与动能的区别及其联系．①动量是矢量，动能是标量．②动量的改变由合外力的冲量决定，而动能的改变由合外力所做的功决定．③动量和动能与速度一样，它们都是描述物体运动状态的物理量，只是动能是从能量的角度描述物体的状态．物体具有一定的速度，就具有一定的动量，同时还具有一定的动能．或．又如：两物体的质量分别为，且，当它们具有相同的动能时，由知物体的动量大于物体的动量；反之当它们具有相同的动量时，由可知，物体的动能小于物体的动能．（3）冲量与功的区别．①冲量是矢量，功是标量．②由可知，有力作用，这个力一定会有冲量，因为时间不可能为零．但是由功的定义式可知，有力作用，这个力却不一定做功．例如：在斜面上下滑的物体，斜面对物体的支持力有冲量的作用，但支持力对物体不做功；做匀速圆周运动的物体，向心力对物体有冲量的作用，但向心力对物体不做功；处于水平面上静止的物体，重力不做功，但在一段时间内重力的冲量不为零．③冲量是力在时间上的积累，而功是力在空间上的积累．这两种积累作用可以在“”图象和“”图象上用面积表示．（4）动量定理与牛顿第二定律的区别与联系．牛顿第二定律的动量表达式此式说明作用力等于物体动量的变化率，即是牛顿第二定律的另一种表示形式．①从牛顿第二定律出发可以导出动量定理，因此牛顿第二定律和动量定理都反映了外力作用与物体运动状态变化的因果关系．②牛顿第二定律反应力与加速度之间的瞬时对应关系；而动量定理则反应力作用一段时间的过程中，合外力的冲量与物体初、末状态的动量变化间的关系．③牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动情况，对高速运动的物体及微观粒子不再适用，而动量定理却是普遍适用的．④牛顿第二定律和动量定理都必须在惯性系中使用．动量定理动能定理公式标矢性矢量式标量式因果关系因合外力的冲量合外力的功（总功）果动量的变化动能的变化应用侧重点涉及力与时间涉及力与位移〖课堂达标〗（多选）一物体的动量发生了变化，下列说法正确的是（）

A.所受的合外力一定发生变化B.所受合外力的冲量一定不是零

C.物体的速度一定发生变化D.物体的动能一定发生变化关于冲量，下列说法中正确的是（）

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受力的方向（多选）若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则（）A．物体的动能不可能总是不变的 B．物体的速度不可能总是不变的C．物体的加速度不可能总是不变的 D．物体的动量一定发生变化4.将物体从同一高度以相同的速率分别竖直向上、竖直向下、水平抛出，则三种情况下相同的是（）A.重力的冲量B.重力的功C.落地时物体的动量D.落地时物体的动能5.(多选)如图所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则()A.拉力对物体的冲量大小为Ft B.拉力对物体的冲量大小为FtsinθC.摩擦力对物体的冲量大小为Ftsinθ D.合外力对物体的冲量大小为零6.（多选）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（）A．第1s末的速度为1.5m/s B．第1s内的冲量I为3NsC．前2s内的平均功率为4.5W D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：47.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，重心上升高度为h。在此过程中（）A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为mv2B．地面对他的冲量为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D．地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零8.质量为M的带支架的平板小车固定在光滑水平面上，支架上用长为L的不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为m的小球，现将小球向右拉至轻绳处于水平伸直状态并由静止释放，如图所示，重力加速度为g.(1)求小球从图示位置摆到最低点的过程中所受合力的冲量大小；(2)若解除固定装置，仍使小球从图示位置由静止释放，则在其摆到最左端的过程中，求小车速度的最大值．

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖答案〗BD例2.〖答案〗