第1章 第1节 动量和动量定理-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第1节　动量和动量定理 学习目标：1.[物理观念]理解动量的概念，知道动量和动量的变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量．　2.[物理观念]理解冲量的概念，知道冲量是矢量．　3.[科学思维]理解动量定理的确切含义及其表达式；会运用动量定理解决实际问题．　4.[科学态度与责任]会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活现象． 一、动量 1．动量 (1)定义：物体的质量和速度的乘积． (2)公式：p＝mv. (3)单位：动量的单位是kg·m/s. (4)矢量性：动量是矢量，它的方向与物体速度的方向相同，动量运算遵循平行四边形定则． 2．动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p2－p1(矢量式)． (2)计算：动量始终保持在一条直线上时，首先选定一个正方向，与正方向相同的动量取为正，与正方向相反的动量取为负，由此可将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅代表方向，不代表大小)． 二、动量定理 1．冲量 (1)概念：力和力的作用时间的乘积． (2)公式：I＝Ft. (3)单位：冲量的单位是N·s. 2．动量定理 (1)内容：物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程中动量的变化量． (2)公式：Ft＝mv2－mv1. (3)牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率，即F＝，从该式可以看出：当物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小． 三、碰撞与缓冲的实例分析 1．利用碰撞产生的强大冲击力对外做功．例如，冲床冲压工件时，由于冲头动量变化大且冲头与工件的碰撞时间很短，在冲头与工件间产生很大的作用力． 2．延长作用力的作用时间．汽车上的驾乘人员都必须系上安全带，万一出现事故，这些设施可以起到缓冲作用，减轻事故对车内人员的伤害． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)某物体的速度大小不变，动量一定不变． (×) (2)物体的质量越大，动量一定越大． (×) (3)恒力的作用时间越长，冲量越大． (√) (4)物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大． (√) 2．关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　) A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向 B．物体的动能不变，其动量一定不变 C．物体的动量越大，其惯性一定越大 D．物体的动能发生变化时，其动量不一定发生变化 A　[动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，选项A正确；动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，选项B项错误．惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，选项C错误．物体的动能发生变化时，物体的速度大小一定发生变化，故其动量也一定发生变化，选项D错误．] 3．关于冲量，下列说法正确的是(　　) A．物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化 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．冲量的方向就是物体运动的方向 A　[物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，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I＝Ft，与物体处于什么状态无关，B错误；物体所受冲量I＝Ft与物体动量的大小p＝mv无关，C错误；冲量的方向与物体运动方向无关，D错误．] 动量和冲量 正在玩旋转秋千的游客，他的每一时刻的动量相同吗？每一时刻的动能相同吗？ 提示：游客做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，所以动量时刻变化；速度的大小不变，所以动能不变． 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，动量的大小可用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：是矢量，其表达式Δp＝p2－p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则，当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算． 3．冲量的性质 (1)过程量：冲量描述的是力的作用对时间的积累效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量． (2)矢量性：冲量的方向与力的方向相同，与相应时间内物体动量变化量的方向相同． 4．冲量的计算 (1)若物体受到恒力的作用，力的冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致；若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力，则不能直接计算冲量． (2)若知F－t图像，图线与时间轴围成的面积就是力的冲量．如图所示． (3)冲量的计算公式I＝Ft既适用于计算某个恒力的冲量，又可以计算合力的冲量．如果计算分力的冲量，必须