第一章 第一节 冲量动量-2021-2022学年高二物理【创新设计】同步学考笔记（粤教版2019选择性必修1）word

第一节　冲量　动量 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.了解冲量的概念，能区分冲量和功。 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.知道动能和动量的区别和联系。 1.物理观念 (1)乘积定义法定义冲量、动量。 (2)区分不同的运动量度：动量和动能。 2.关键能力 将复杂运动简化成理想运动模型的能力。 一、冲量 1.定义：在物理学中，将Ft定义为冲量，用I表示，即I＝Ft。 2.矢量性：冲量是矢量，它的方向由力的方向决定。 3.单位：牛秒，符号是N·s。 [判一判] (1)作用力大，力的冲量一定大。(×) (2)作用力作用的时间长，力的冲量一定大。(×) (3)冲量的方向与力的方向一致。(√) (4)重力对静止的物体不可能有冲量的作用。(×) 二、动量 1.定义：在物理学中，将质量和速度的乘积mv叫作物体的动量，用符号p表示，即p＝mv。 2.矢量性：动量也是一个矢量，它的方向与速度的方向相同。 3.单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 [判一判] (1)质量大的物体动量一定大。(×) (2)速度大的物体动量一定大。(×) (3)动量的方向与速度方向一致。(√) (4)一个物体(质量不变)的动量改变，它的动能一定改变。(×) 探究1　冲量的理解和计算 ■情境导入 如图甲所示让两只鸡蛋从相同高处自由落下，分别落在海绵垫上和塑料盘中，用力的传感器记录弹力随时间的变化关系，发现F－t图线与坐标轴围成的图形的面积近似相等。 (1)这个面积表示什么？ (2)在碰撞过程中延长作用时间，作用力如何变化？ 甲　　　　　　　　　　乙　 答案　(1)冲量，即力对时间的积累效应　(2)作用力将变小 ■归纳拓展 1.对冲量的理解 (1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。 (2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同。互成角度的冲量的合成与分解满足平行四边形定则。 2.冲量的计算 (1)计算冲量的大小时，一定要注意是哪个力在哪一段时间内的冲量。 (2)若给出了力F随时间t变化的图像，可用F－t图线与两坐标轴所围的面积求冲量。如图所示，力F在1 s内的冲量I1＝F1t1＝20×1 N·s＝20 N·s，力F在6 s内的冲量为I＝20×1 N·s－10×5 N·s＝－30 N·s。 (3)合冲量的计算方法 ①分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和。 ②如果各力的作用时间相同，也可以先求合力，再用I合＝F合t求解。 【例1】 如图所示，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，求物体下滑2 s的时间内物体所受外力与合力的冲量。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2) 答案　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　 合力的冲量为44 N·s，方向沿斜面向下 解析　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 合力的冲量I合＝(mgsin37°－μmgcos 37°)t＝44 N·s，方向沿斜面向下 【训练1】 (2020·首都师范大学附属中学高一期末)如图所示，两个互相垂直的力 F1和 F2作用在同一物体上，使物体沿虚线方向运动，经过某段时间后，F1对物体的冲量为4 N·s，F2对物体的冲量为3 N·s，则 F1和 F2的合力对物体的冲量为(　　) A.1 N·s B.3.5 N·s C.5 N·s D.7 N·s 答案　C 解析　冲量是矢量，矢量的合成遵循平行四边形定则，两个力的合冲量为I＝)＝5 N·s，故A、B、D错误，C正确。＋I 探究2　动量和动量变化量 ■情境导入 如图甲所示，把小板凳平放在细沙表面，分别用不同质量的钢球从同一高度落下碰撞小板凳，观察小板凳两次陷入细沙中的深度。如图乙所示，把小板凳平放在细沙表面，相同的钢球分别从不同高度落下碰撞小板凳，观察小板凳两次陷入细沙中的深度。 (1)该探究实验用到什么物理方法？ (2)碰撞效果与什么因素有关？ 答案　(1)控制变量法。 (2)小球的质量和速度。 ■归纳拓展 1.动量的性质 (1)瞬时性：通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量可用p＝mv表示。 (2)矢量性：动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。 (3)相对性：因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关。 2.动量的变化量 (1)表达式：Δp＝