内容正文:
第一章 动量守恒定律
1.动量 2.动量定理
生活中的各种碰撞现象
撞车
钉钉子
打网球
知识梳理
×
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√
√
√
基础自测
要点剖析
典例精析
D
课堂达标
要点剖析
典例精析
课堂达标
课堂小结
T
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学习目标:
1.理解动量、动量的变化、冲量的概念,知道三者均为矢量.
2.理解动量定理,熟练应用动量定理解决物理问题.
速度的方向
状态
地面或相对地面静止的物体
[知识识记]
1.动量:p=mv
(1)动量的定义:物理学中,把 的乘积,叫做物体的动量.
(2)动量的性质:①矢量性:动量是矢量,其方向与
相同.
②状态量:物体的速度与时刻相对应,动量是 量.
③相对量:速度是一个相对量,所以动量也是相对量,通常选择 为参考系.
物体的质量和运动速度
正方向
正方向
正方向
代数
2.动量的变化:Δp=p2-p1
(1)动量的变化:某段时间内,物体的末动量与初动量的 ,称为物体动量的变化量,或物体动量的增量.
(2)一维空间中,动量变化量的计算:首先选定 ,与
方向相同的动量取“正”值,与 方向相反的动量取“负”值,动量增量的运算就可以简化成 运算.
矢量差
力的方向
时间
[知识识记]
1.力的冲量
(1)冲量的定义: 的乘积,叫力的冲量.
(2)冲量的性质:①矢量性:恒力的冲量方向,与 相同.
②过程量:与 对应.
力和力的作用时间
冲量.
合力的冲量
物体的初动量
物体的末动量.
2.动量定理
(1)内容:物体在一个过程始末的 等于它在这个过程中所受力的
(2)表达式:I=p2-p1,其中I表示 ,p1表示 ,p2表示
动量变化量
1. 动量大的物体惯性一定大( )
2. 动量相同的物体运动方向一定相同( )
3. 做直线运动的物体速度增大时,动量的变化量Δp的方向与运动方向相同( )
4.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零( )
5.力与力作用的时间的乘积越大,力的冲量就越大( )
6.两个力的大小相等,作用时间相同,则这两个力的冲量一定相同( )
要点一 动量——概念辨析型
[合作探究]
物体的动量与物体的速度、物体的动能有什么联系和区别?
提示:相同点:①均是状态量.
②均为相对量.
区别:动量、速度为矢量,动能为标量.
[知识精要]
1.物体的速度、动量、动能的比较
名称
速度
动量
动能
定义式
v=eq \f(x,t)
p=mv
Ek=eq \f(1,2)mv2
单位
m/s
kg·m/s
J
标、矢量
矢量
矢量
标量
正、负
正、负表示方向
大于等于0
状态性
均为状态量,与某一时刻对应
相对性
均为相对量,一般相对地面
2.动量的变化
(1)同一直线上动量变化的计算
先选取正方向,与正方向相同的量为正,与正方向相反的量为负,然后代入公式Δp=p2-p1计算,若Δp是正值,就说明Δp的方向与所选正方向相同;若Δp是负值,则说明Δp的方向与所选正方向相反.
①p1、p2同方向且p1<p2时,Δp与p1(或p2)方向相同,如图甲所示.
②p1、p2同方向且p2<p1时,Δp与p1(或p2)方向相反,如图乙所示.
③p1、p2方向相反时,Δp与p2方向相同,如图丙所示.
(2)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,如图所示.
例1 如图所示,一个质量是0.2 kg的钢球,以2 m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度是45°,速度仍是2 m/s,试求出钢球动量变化的大小和方向.
解析 方法一(作图法):钢球动量的变化应等于钢球末动量减去初动量.根据矢量的运算法则,矢量的差是矢量的和的逆运算,钢球的初动量加上动量的变化应等于末动量,根据三角形定则求得钢球的动量变化Δp(如图1所示),Δp的大小为eq \r(2)mv=eq \r(2)×0.2×2 kg·m/s≈0.57 kg·m/s,方向竖直向上.
方法二(正交分解法):如图2所示,建立直角坐标系,将钢球的初动量、末动量在水平方向和竖直方向分解,mvx=-mvcos45°,mvy=-mvsin45°,mvx′=-mv′cos45°,mvy′=mv′sin45°,则水平方向的动量变化为