高中物理 第十六章 动量守恒定律 2 动量和动量定理导学案 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.理解动量和动量的变化及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量.2.理解冲量的概念，理解动量定理及其表达式.3.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题．一、动量[问题设计]一辆玩具小汽车向你驶来，碰了你一下，玩具小汽车可能被碰翻或者改变运动方向，假如一辆大汽车以同样的速度向你驶来，被碰翻的肯定不是大汽车…….这说明运动物体产生的效果不仅与速度有关，而且与质量有关．请阅读课本“动量”和例题1，回答：(1)什么是动量？动量的方向如何确定？(2)什么是动量的变化量？动量变化量的方向如何确定？答案(1)运动物体的质量和速度的乘积是动量．动量的方向与速度的方向相同．(2)如果物体在一条直线上运动，首先规定正方向，将矢量运算转化为代数运算．动量变化量Δp＝p′－p＝m(v′－v)＝m·Δv为矢量式，其方向与Δv的方向相同．[要点提炼]1．动量的定义式：p＝mv.2．对动量的理解(1)动量的矢量性：动量是矢量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则，若规定了正方向，则可用正、负号表示动量的方向．(2)动量是状态量：进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻)的动量．3．对动量变化Δp＝p′－p的理解(1)矢量性：与速度变化的方向相同．(2)若p′、p不在一条直线上，要用平行四边形定则求矢量差．(3)若p′、p在一条直线上，先规定正方向，再用正、负表示p′、p，则可用Δp＝p′－p＝mv′－mv进行代数运算．4．动量p＝mv与动能Ek＝mv2的区别动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，它们的表达式分别为p＝mv和Ek＝mv2.动量是矢量，而1动能是标量．当速度发生变化时，物体的动量发生变化，而动能不一定(填“一定”或“不一定”)发生变化．[延伸思考]物体的速度大小不变，动量一定不变吗？动能呢？答案不一定，动量是矢量，其方向与速度方向相同，若速度方向变化，动量方向也随之变化．动能是标量，速度大小不变，动能不变．二、动量定理[问题设计]如图1所示，一个质量为m的物体在碰撞时受到另一个物体对它的力是恒力F，在F作用下，经过时间t，速度从v变为v′，应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量Δp与恒力F及作用时间t的关系．图1答案这个物体在碰撞过程中的加速度a＝①根据牛顿第二定律F＝ma②由①②得F＝m整理得：Ft＝m(v′－v)＝mv′－mv即Ft＝mv′－mv＝Δp.[要点提炼]1．冲量(1)冲量的定义式：I＝Ft.(2)冲量是过程(填“过程”或“状态”)量，反映的是力在一段时间内的积累效应，求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量．(3)冲量是矢量，冲量的方向与力F的方向相同．2．动量定理(1)物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．(2)动量定理的数学表达式：Ft＝mv′－mv，其中F为物体受到的合外力．(3)对动量定理的理解①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因．2②动量定理的表达式是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向．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．[延伸思考]运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物？答案物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之就越小．运输易碎物品包装箱内放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物是为了增大作用时间以减小物品受到的作用力．一、对动量及变化量的理解例1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)在运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？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)羽毛球的初速度：v＝50m/s，羽毛球的末速度：v′＝－100m/s，所以Δv＝v′－v＝－150m/s.羽毛球的初动能：Ek＝mv2＝12....