内容正文:
第二节 动量定理
第1章 动量和动量守恒定律
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学习目标要求 核心素养和关键能力
1.理解动量定理的确切含义。
2.会应用动量定理解释缓冲、碰撞等现象,并进行有关的分析和计算。
3.能用动量定理分析流体模型。 1.物理思维
类比动能定理理解动量定理。
2.关键能力
(1)建模能力。
(2)理论联系实际、应用物理知识解决实际问题的能力。
2
教材知识梳理
知识方法探究
随堂对点自测
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课时定时训练
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目
录
CONTENTS
3
目录
1
教材知识梳理
4
1.动量定理:物体所受合力的______等于物体动量的________。
2.公式:Ft=________________。
一、动量定理的推导
冲量
改变量
mvt-mv0
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5
[做一做]
在一条直线上运动的物体,其初动量为8 kg·m/s,它在1 s内受到的冲量为-3 N·s,它在1 s末的动量为( )
A.5 kg·m/s B.11 kg·m/s
C.-5 kg·m/s D.-11 kg·m/s
解析 根据动量定理得:Ft=p-mv0,则p=Ft+mv0=(-3+8) kg·m/s=5 kg·m/s,故选A。
A
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1.冲压钢板时通过______作用时间来得到很大的作用力。
2.轮胎作为缓冲装置,______作用时间,可以减小轮船停靠时所受的作用力。
3.动量定理只考虑物体相互作用的__________,不考虑具体过程和细节。
二、动量定理的应用
缩短
延长
始末状态
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[判一判]
观察图片,判断下列说法的的正误。
(1)跳远时落入沙坑,可延长作用时间,减小作用力。( )
(2)用锤子迅速敲击铁钉,减少作用时间,可增大作用力。( )
(3)敲打瓷砖时用个头大的橡胶锤而不是铁锤,是为了增大作用力。( )
(4)长途运输鸡蛋时,将鸡蛋放入泡沫中,可以减小鸡蛋的动量变化量。( )
√
√
×
×
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知识方法探究
2
9
探究1 动量定理的理解
1.动量定理的推导
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10
2.动量定理的理解
(1)由I=pt-p0=Δp可知合外力的冲量是动量变化的原因,I与Δp大小相等,方向相同。
(2)动量定理的表达式Ft=mvt-mv0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。
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【例1】 (2021·临沂周考)关于动量定理,下列说法正确的是( )
A.动量越大,合外力的冲量越大
B.动量变化越大,合外力的冲量越大
C.动量变化越快,合外力的冲量越大
D.冲量的方向与动量的方向相同
B
解析 由动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量,故A项错误,B项正确;动量变化越快,物体受到的合外力越大,故C项错误;冲量的方向与动量变化量的方向相同,故D项错误。
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【训练1】 (2021·山西师大附中月考)竖直上抛一质量为m的小球,经时间t小球重新回到抛出点,若取竖直向上为正方向,那么从抛出到重新回到抛出点的过程中,小球动量变化量为( )
A
解析 由动量定理得-mgt=Δp,故A正确。
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■情境导入
2020年全国两会审议民法典草案成为一大亮点,其中高空抛物入法引发关注。近年来,高空抛物事件时有发生,成为“悬在城市上空的痛”。从19楼抛鸡蛋落地相当于“20千克秤砣”,能把厚度为3.5毫米的钢化玻璃砸碎,落下的鸡蛋为什么有这样大的威力?
探究2 动量定理的简单应用
答案 鸡蛋由19楼落下时速度很大,动量很大,与玻璃接触时,这个很大的动量在瞬间内减小为零,鸡蛋对玻璃产生了相当于“20千克秤砣”产生的冲击力,使玻璃破碎。
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■归纳拓展
1.用动量定理定性分析生活中的现象
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(2)动量定理除用来解决在恒力持续作用下的问题外,尤其适合用来解决作用时间短,而力的变化又十分复杂的问题,如冲击、碰撞等。应用时只需知道运动物体的始、末状态,无需深究其中间过程的细节,只要动量的变化量确定,就可以用动量定理求冲力或平均冲力,而这是用牛顿第二定律很难解决的。因此,从某种意义上说,应用动量定理解题比牛顿第二定律更为直接,更加简单。
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2.应用动量定理解题的一般步骤
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【例2】 (2021·辽宁葫芦岛