1.1 冲量　动量-2021-2022学年高二物理【步步高】学习笔记（粤教版2019选择性必修第一册）word

第一节　冲量　动量 [学习目标]　1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量.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.理解动量与动能的区别． 一、冲量 1．定义：在物理学中，将Ft定义为冲量，用I表示． 2．公式：I＝Ft. 3．方向：冲量是矢量，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向与力的方向相同． 4．大小：对一个随时间变化的力来说，冲量的大小等于F－t图像下方的面积． 5．单位：冲量的单位是牛秒，符号是N·s. 二、动量 1．定义：物体的质量和速度的乘积． 2．公式：p＝mv，单位：kg·m/s. 3．动量的矢量性：动量是矢(填“矢”或“标”)量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则． 4．动量与动能的区别 (1)动量是一个与力在时间上的积累有关的物理量，具有方向性，是矢量，它表示传递机械运动的本领． (2)动能是一个与力在空间上的积累有关的物理量，是标量，它表示物体做功的本领． 1．判断下列说法的正误． (1)动量相同的物体，运动方向一定相同．(　√　) (2)一个物体(质量不变)的动量改变，它的动能一定改变．(　×　) (3)一个物体(质量不变)的动能改变，它的动量一定改变．(　√　) (4)用力推物体，物体没有动，则人对物体的冲量为零．(　×　) (5)一个变化的力F作用在物体上，3 s末力F达到最大值，之后缓慢变小，则3 s末力F对物体的冲量最大．(　×　) 2.如图1所示，一质量为m的物体在水平外力F作用下保持静止状态，则在时间t内力F对物体的冲量为________，摩擦力对物体的冲量为________，重力对物体的冲量为________，支持力对物体的冲量为________．(设力F的方向和重力方向为正方向，重力加速度为g) 图1 答案　Ft　－Ft　mgt　－mgt 解析　对物体受力分析如图，物体保持静止，则F＝f，mg＝FN，故F对物体的冲量为Ft，摩擦力对物体的冲量为－Ft，重力对物体的冲量为mgt，支持力对物体的冲量为－mgt. 一、冲量及其计算 导学探究　如图2所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的推力F的作用下保持静止状态，经过一段时间t，推力F做的功是多少？推力F的冲量是多大？ 图2 答案　推力F做的功是零，冲量大小是Ft. 知识深化 1．对冲量的理解 (1)冲量是过程量 冲量是力作用在物体上的时间累积效应，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． (2)冲量是矢量 在力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同． 2．冲量的计算 (1)求恒力的冲量 冲量等于力和力的作用时间的乘积(无论物体是否运动，无论物体在该力的方向上是否有位移)． (2)求变力的冲量 ①若力与时间成线性关系，则可用平均力求变力的冲量． ②若给出了力随时间变化的图像如图3所示，可用面积法求变力的冲量． 图3 ③利用动量定理求解．(第二节学到) 如图4所示，在倾角为θ＝37°的固定斜面上有一质量m＝5 kg的物体沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体下滑2 s的时间内，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2) 图4 (1)物体所受各力的冲量； (2)物体所受合力的冲量． 答案　(1)重力的冲量为100 N·s，方向竖直向下　弹力的冲量为80 N·s，方向垂直斜面向上　摩擦力的冲量为16 N·s，方向沿斜面向上　(2)44 N·s，方向沿斜面向下 解析　(1)重力的冲量IG＝mgt＝100 N·s，方向竖直向下 弹力的冲量IN＝mgtcos 37°＝80 N·s，方向垂直斜面向上 摩擦力的冲量If＝μmgtcos 37°＝16 N·s，方向沿斜面向上 (2)合力的冲量I合＝(mgsin 37°－μmgcos 37°)t＝44 N·s，方向沿斜面向下． 一物体放在水平地面上，如图5甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，求0～8 s时间内拉力的冲量大小． 图5 答案　18 N·s 解析　F－t图像中的面积表示冲量的大小，由此可得力F在0～8 s内的冲量为I＝F1t1＋F2t2＋F3t3＝18 N·s. 二、动量　动量的变化量 导学探究 某同学将0.5 kg的足球以5 m/s的速度踢到竖直墙上，足球以大小为5 m/s的速度被反向弹回． (1)足球的初动量和末动量是否相同？ (2)足球的动量变化量是多少？ 答案　(1)足球初、末动量大小相同，但方向不同，故初、末动量不同． (2)设初速度方向为正方向，Δp＝mv2－mv1＝0.5×(－5) kg·m/s－0.5×5 kg·m/s＝－5 kg·m/s. 即大小为5 kg·m/s，方向与初速度方向相反． 知识深化 1．对动量的理解 (1)瞬时性：