高中物理 第十六章 动量守恒定律 2 动量和动量定理同步备课学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

2动量和动量定理[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，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．一、动量1．定义运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式p＝mv；单位：千克·米/秒，符号：kg·m/s.2．矢量性方向与速度的方向相同．运算遵循平行四边形定则．3．动量的变化量(1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－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、动量的变化量都用带有正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)．【深度思考】质量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，而动能是标量，无方向．质量相同的两个物体动能相同，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同．【例1】关于动量的概念，下列说法中正确的是()A．动量大的物体，惯性一定大B．动量大的物体，运动一定快C．动量相同的物体，运动方向一定相同D．动量相同的物体，动能也一定相同解析物体的动量由质量及速度共同决定，动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大A错；动量大的物体速度不一定大，B错；动量相同指的是动量的大小和方向都相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同，C对；有动量和动能的关系p＝知，只有质量相同的物体动量相同时，动能才相同，故D错．答案C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＝mvEk＝mv2标矢性矢量标量变化决定因素物体所受冲量外力所做的功换算关系p＝，Ek＝特别提醒比较两个物体动量时，不能仅比较大小，也应比较方向【例2】羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100m/s，假设球飞来的速度为50m/s，运动员将球以100m/s的速度反向击回．设羽毛球的质量为10g，试求：(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量．解析(1)以羽毛球飞来的方向为正方向，则p1＝mv1＝10×10－3×50kg·m/s＝0.5kg·m/s.p2＝mv2＝－10×10－3×100kg·m/s＝－1kg·m/s.所以动量的变化量Δp＝p2－p1＝－1kg·m/s－0.5kg·m/s＝－1.5kg·m/s.即羽毛球的动量变化量大小为1.5kg·m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反．(2)羽毛球的初动能：Ek＝mv＝12.5J，羽毛球的末动能：Ek′＝mv＝50J.所以ΔEk＝Ek′－Ek＝37.5J.答案(1)1.5kg·m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反(2)37.5J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、冲量1．定义：力与力的作用时间的乘积．公式：I＝Ft.单位：牛顿·秒，符号：N·s.2．矢量性：方向与力的方向相同．3．物理意义：反映力的作用对时间的积累．【深度思考】水平面上的物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图1所示，求0～8s时间内拉力的冲量．图1答案变力的冲量的计算：图中给出了力随时间变化的图象，可用面积法求变力的冲量.0～8s时间内拉力的冲量I＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＝18N·s.【例3】如图2所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2s的时间内，物体所受各力的冲量．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图2解析重力的冲量：IG＝Gt＝mgt＝5×10×2N·s＝100N·s，方向竖直向下．支持力的冲量：IFN＝FN·t＝mgcosα·t＝5×10×0.8×2N·s＝80N·s，方向垂直斜面向上．摩擦力的冲量：IFf＝Ff·t＝μmgcosα·t＝0.2×5×10×0.8×2N·s＝16N·s，方向沿斜面向上．答案见解析1．求冲量大小时，一定要注意哪个力在哪一段时间内的冲量，只要力不为零，一段时间内的冲量就不为零．2．公式I＝Ft只适合于计算恒力的冲量，若是变力的冲量，可考虑用以下方法求解：(1)用动量定理求冲量．(2)若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求冲量．(3)若给出...