高中物理 第十六章 动量守恒定律 第二节 动量和动量定理课堂探究学案 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

第二节动量和动量定理课堂探究探究一对动量的理解问题导引我们都有这样的体验（如图所示）：一个大人从你身旁走过，不小心碰了你一下，可以使你打个趔趄，甚至摔倒。但是，如果碰你的是个小孩，尽管他走得跟那个大人一样快，打趔趄甚至摔倒的可能就是他。可见，当我们考虑一个物体的运动效果时，只考虑运动速度是不够的，还必须把物体的质量考虑进去。通过上节的探究我们也认识到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后物体mv的矢量和保持不变，其他实验和观察到的事实也都得出同样的结论，这说明mv是一个具有特别物理意义的量。那么mv是描述什么的物理量？提示：是描述物体运动效果的物理量。名师精讲1．动量的认识（1）动量是状态量，具有瞬时性，p＝mv中的速度v是瞬时速度。（2）动量的相对性，因物体的速度与参考系的选取有关，故物体动量值也与参考系选取有关。2．动量的变化Δp（1）Δp是矢量，Δp＝mΔv，方向与速度的变化量Δv的方向相同。（2）Δp＝p′－p是矢量式，若p′、p方向在一条直线上，可先规定正方向，再用正、负号表示p、p′，即可以转化为代数运算求解。3．动量和动能的区别与联系警示对于给定的物体，若动能发生了变化，动量一定也发生变化；而动量发生变化，动能却不一定发生变化。它们均是相对量，均与参考系的选取有关，高中阶段通常选取地面为参考系。【例题1】质量为1.5kg的物体，以4m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，求物体抛出时和落回抛出点时的动量及这段时间内动量的变化。解析：取竖直向上为正方向，根据动量的定义，物体在抛出时的动量为p＝mv＝1.5×41kg·m/s＝6kg·m/s，方向竖直向上。物体在落回抛出点时v′＝－v＝－4m/s，其动量为p′＝mv′＝1.5×（－4）kg·m/s＝－6kg·m/s，负号表示其方向竖直向下。物体从抛出到落回抛出点动量的变化为Δp＝p′－p＝－6kg·m/s－6kg·m/s＝－12kg·m/s，负号表示动量变化的方向竖直向下。答案：物体抛出时的动量大小为6kg·m/s，方向竖直向上；落回抛出点时的动量大小为6kg·m/s，方向竖直向下；这段时间内动量的变化大小为12kg·m/s，方向竖直向下。反思Δp＝p′－p，对于物体做直线运动的情况，物体初、末动量的方向沿一条直线，求动量的变化量可规定一个正方向，初、末动量的方向可由正、负号表示，即可把矢量运算简化为代数运算。探究二对冲量的理解问题导引如图所示，同样的鸡蛋从同一高度落到沙坑和水泥地上，我们会看到不同的效果，为什么会这样呢？提示：作用时间不同导致作用力不同。名师精讲1．对冲量的理解（1）冲量是矢量。冲量的运算遵守平行四边形定则，合冲量等于各力的冲量的矢量和，若整个过程中，不同阶段受力不同，则合冲量为各阶段冲量的矢量和。（2）冲量是过程量，它是力在一段时间内的积累，它取决于力和时间这两个因素。所以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。（3）冲量的单位：在国际单位制中，力F的单位是N，时间t的单位是s，所以冲量的单位是N·s。动量和冲量的单位关系是1N·s＝1kg·m/s，但要区别使用。2．冲量的计算（1）恒力的冲量。公式I＝Ft适用于计算某个恒力的冲量，这时冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力的方向一致。若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量。（2）变力的冲量。①变力的冲量通常可利用动量定理I＝Δp求解。②可用图象法计算冲量。如图所示，若某一力的方向恒定不变，那么在Ft图象中，图中阴影部分的面积就表示力在时间t=t2-t1内的冲量。③对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力，其冲量也可用I=Ft计算，但式中的F应为t时间内的平均力，即I=§t。警示（1）计算冲量时，一定要明确是计算分力的冲量还是合力的冲量。如果是计算分力2的冲量，还必须明确是哪个分力的冲量。（2）作用力和反作用力的冲量大小相等、方向相反，即I＝－I′。【例题2】如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中（）A．重力的冲量相同B．弹力的冲量相同C．合力的冲量相同D．以上说法均不对解析：设物体质量为m...