第一章 第2节 动量定理-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1【创新教程】五维课堂同步教师用书（人教版）

第2节　动量定理 素养目标 知识图解 物理观念 (1)理解冲量的概念，知道冲量是矢量 (2)理解动量定理的确切含义，掌握其表达式 科学思维 会用动量定理定性、定量分析问题 科学探究 合外力冲量与物体动量变化量的关系 科学态度 与责任 利用动量定理解释生活现象 [基础梳理] [知识点一]　动量定理　 1．冲量 2．动量定理 (1)物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的　动量变化量　. (2)表达式：I＝　p′－p　或F(t′－t)＝　mv′－mv　. 冲量的大小与物体是否运动无关． [知识点二]　动量定理的应用　 根据动量定理可知：如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用时间　短　，物体受的力就　大　；作用时间　长　，物体受的力就小． [自我检测] 1．思维辨析 (1)冲量是矢量，其方向与力的方向相同．( √ ) (2)力越大，力对物体的冲量就越大．( × ) (3)若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零．( √ ) (4)合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变．( × ) 2．基础理解 (1)(多选)下列关于物体动量和冲量的说法正确的是(　　) A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定会改变 C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向 D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快 解析：BCD　[由FΔt＝Δp知，FΔt越大，Δp越大，但动量不一定大；由动量定理可知，物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定会改变；冲量与Δp不仅大小相等，而且方向相同；由F＝知，物体所受合外力越大，其动量变化就越快．] (2)从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这样做是为了(　　) A．减小冲量 B．减小动量的变化量 C．增大与地面的冲击时间，从而减小冲力 D．增大人对地面的压强，起到安全作用 解析：C　[脚尖先着地，接着逐渐到整个脚着地，延缓了人落地时动量变化所用的时间，由动量定理可知，人落地时，动量变化量一定，这样可以减小地面对人的冲击力，从而避免人受到伤害，故C项正确．] 对冲量的理解 ◆[探究导引] 如图中文具盒静止一段时间，重力对它做功一定为零，而一段时间内重力的冲量为零吗？ 提示：文具盒静止一段时间，其位移为零，故重力做功为零，而冲量是指力与时间的乘积，所以重力的冲量不为零． ◆[探究归纳] 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，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同． (3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性． (4)冲量的单位：冲量与动量的单位关系是1 N·s＝1 kg·m/s. 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，只要力不为零，一段时间内的冲量就不为零． (2)公式I＝Ft只适合用于计算恒力的冲量，若是变力的冲量，可考虑用以下方法求解： ①用动量定理I＝mv′－mv求冲量． ②若力随时间均匀变化，则可用平均力求冲量． ③若给出了力F随时间t变化的图像，可用F­t图像与t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I＝20×1 N·s－10×5 N·s＝－30 N·s. (3)合冲量计算的三种方法： 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； ③用动量定理I＝p′－p求解． [名师点睛]　冲量与功的区别 (1)做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定，冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定，力作用在物体上一段时间，力的冲量不为零，但力对物体做的功可能为零． (2)功是标量，其正、负表示的是动力对物体做功还是物体克服阻力做功．冲量是矢量，其正负号表示方向，计算冲量时要先规定正方向． [例1]　在倾角为37°、足够长的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，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，物体所受各力的冲量．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) [解析]　物体沿斜面下滑的过程中，受重力、支持力和摩擦力的作用．冲量I＝Ft，是矢量． 重力的冲量IG＝Gt＝mgt＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下． [答案]　见解析 [规律方法] (1)在求力的冲量时，首先明确是求哪个力的冲量，是恒力还