1.2 动量定理（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1（人教版）

第2节　动量定理 新课程标准 学业质量目标 1.通过学习，理解冲量的概念及其矢量性。 2.理解动量定理的含义及表达式，并能应用动量定理进行计算。 3.会用动量定理解释生活中的碰撞、缓冲等现象。 1.知道冲量的概念，会进行冲量的相关计算。(物理观念) 2.构建物理模型推导动量定理，并能在实际问题中应用动量定理进行简单计算。(科学思维) 3.应用动量定理解释生活中的一些现象。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第5页 [知识梳理] 一、动量定理 1．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积，用字母I表示。 (2)公式：I＝FΔt。 (3)单位：牛秒，符号是 N·s。 (4)矢量性：方向与力的方向相同。 (5)物理意义：反映了力的作用对时间的累积效应。 2．动量定理 (1)内容：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)公式：I＝p′－p或 F(t′－t)＝mv′－mv。 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。 [自主评价] 1．判断正误 (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．情景思考 (1)如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下保持静止状态。经过一段时间t，拉力F做的功是多少？拉力F的冲量是多大？ 提示：拉力F做的功为零，但冲量的大小为Ft。 (2)在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在落地处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么？ 提示：以上方式可经过较长的时间使速度减小为零，在动量变化相同的情况下，受到的冲击力减小，从而起到保护作用。 授课提示：对应学生用书第5页 要点一　对冲量的理解和计算 　(1)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。 (2)如果对文具盒施加从零开始逐渐增大的外力F，F随时间变化规律如图所示，如何计算时间t内F的冲量？ 提示：可有两种方法计算： 方法1：因为力是线性变化，可利用平均力求冲量。 方法2：因为冲量是力在时间上的积累，可用面积法求冲量。 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累积效应，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)求某个恒力的冲量：用该力和力的作用时间的乘积。 (2)求合冲量的两种方法： 可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解。 (3)求变力的冲量： ①若力与时间成线性关系变化，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所示，可用面积法求变力的冲量。 ③用动量定理I＝p′－p求解。 角度1　对冲量的理解 　(多选)关于冲量，下列说法正确的是(　　) A．冲量是物体动量变化的原因 B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 C．动量越大的物体受到的冲量越大 D．冲量的方向与力的方向相同 [解析]　力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说冲量使物体的动量发生了变化，选项A正确。只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量，与物体处于什么状态无关，选项B错误。物体所受冲量I＝FΔt与物体动量的大小p＝mv无关，选项C错误。冲量是矢量，其方向与力的方向相同，D正确。 [答案]　AD 角度2　冲量的计算 　质量为m的小球从距地面高h处自由下落，与地面碰撞时间为Δt，地面对小球的平均作用力为F，取竖直向上为正方向，在与地面碰撞过程中(　　) A．重力的冲量为mg(＋Δt) B．地面对小球作用力的冲量为FΔt C．合外力对小球的冲量为(mg＋F)Δt D．合外力对小球的冲量为(mg－F)Δt [解析]　在与地面碰撞过程中，因取竖直向上为正方向，故重力的冲量为－mgΔt，地面对小球作用力的冲量为FΔt，所以合外力对小