1.2 动量定理-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

第二节　动量定理 [学习目标]　1.理解冲量的定义及动量定理的确切含义.2.理解分析生活中的缓冲现象，掌握动量定理的应用.3.理解冲量和功、动量定理和动能定理的区别． 一、动量定理 1．内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量． 2．表达式：Ft＝mvt－mv0. 3．适用范围：动量定理不但适用于恒定的外力，而且适用于随时间而变化的变力．在后一种情况下，动量定理中的力F通常取作用时间内的平均值． 二、动量定理的应用 动量定理只考虑物体相互作用的始末状态，不考虑具体过程和细节．在涉及力、力的作用时间、速度的问题时，采用动量定理处理问题比较简捷． 1．判断下列说法的正误． (1)若物体在一段时间内动量发生了变化，则物体在这段时间内受到的合外力一定不为零． (　√　) (2)某人跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于人跳到沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上小．(　×　) (3)瓦工师傅贴墙砖时，为了使墙砖平整，往往用橡皮锤敲打墙砖，而不是用铁锤，是因为橡皮锤产生的冲量小．(　×　) (4)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，接球时两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以减小球的动量的变化率，保护运动员的安全．(　√　) 2．在一条直线上运动的物体，其初动量为8 kg·m/s，它在第1 s内受到的冲量为－3 N·s，第2 s内受到的冲量为5 N·s，它在第2 s末的动量为________ kg·m/s. 答案　10 解析　根据动量定理得：I1＋I2＝p－mv0，则p＝I1＋I2＋mv0＝(－3＋5＋8) kg·m/s＝10 kg·m/s. 一、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． 2．动量定理的表达式Ft＝mvt－mv0是矢量式，在一维情况下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，若合外力是均匀变化的力，则F应是合外力在作用时间内的平均值． (多选)对下列几种物理现象的解释，正确的是(　　) A．击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B．用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C．易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D．在车内推车推不动，是因为车(包括人)所受合外力的冲量为零 答案　CD 解析　击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长，作用力小；用手接篮球时，手往后缩一下，是为了延长作用时间以减小作用力，A、B项错误；据动量定理F·t＝Δp知，当Δp相同时，t越长，作用力越小，C项正确；车能否移动或运动状态能否改变取决于所受的合外力，与内部作用无关，D项正确． (多选)A、B两球质量相等，A球竖直上抛，B球平抛，两球运动过程中空气阻力不计，则在落地前下列说法正确的是(　　) A．相等时间内，动量的变化大小相等、方向相同 B．相等时间内，动量的变化大小相等、方向不同 C．动量的变化率大小相等、方向相同 D．动量的变化率大小相等、方向不同 答案　AC 解析　A、B两球在运动过程中只受重力作用，相等时间内重力的冲量相同，因此在相等时间内两球动量的变化大小相等、方向相同，A选项正确，B选项错误；动量的变化率为＝m＝mg，大小相等、方向相同，C选项正确，D选项错误． 二、动量定理的应用 1．定性分析有关现象 (1)物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小． (2)作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小． 2．应用动量定理定量计算的一般步骤 → → 质量为0.2 kg的小球以6 m/s、竖直向下的速度落至水平地面上，再以4 m/s的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，g取10 m/s2. (1)求小球与地面碰撞前后瞬间动量的变化量； (2)若小球与地面的作用时间为0.2 s，求小球受到地面的平均作用力大小． 答案　(1)2 kg·m/s，方向竖直向上　(2)12 N 解析　(1)取竖直向上为正方向，则初动量为负，末动量为正，动量的变化量为Δp＝p′－p＝0.2×4 kg·m/s－0.2×(－6) kg·m/s＝2 kg·m/s，方向竖直向上． (2)由动量定理得(F－mg)t＝Δp， 解得F＝＋mg＝ N＋0.2×10 N＝12 N. 用动量定理解题时应注意的问题 1．列方程前首先选取正方向； 2．分析速度时一定要选取同一参考系，一般选地面为参考系； 3．公式中的冲量应是合外力的冲量，求动量的变化量时要严格按公式，且要注意动量的变化量是末动量减去初动量． 在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2) 答案