第1章 1 动量和动量定理-（教师WORD）2021-2022学年高中物理【精讲精练】鲁科版选择性必修 第一册 新课标辅导

1　动量和动量定理 　[学业要求与核心素养] 1．通过实验寻求碰撞中的不变量。 2．理解动量概念及其矢量性，会计算一维情况下的动量变化量。 3．理解冲量的概念，知道冲量是矢量；理解动量定理及其表达式。 4．能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。 一、动量 1．动量 (1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量。用字母p表示，单位：千克·米/秒。 (2)动量的矢量性：动量是矢(选填“矢”或“标”)量，方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2．动量变化量Δp＝p′－p (1)矢量性：与速度变化量的方向相同。 (2)若p′、p不在一条直线上，要用平行四边形定则求矢量差。 二、动量定理 1．冲量 (1)定义：把力和力的作用时间的乘积称为这个力的冲量。 (2)定义式：I＝FΔt。 (3)冲量是矢(选填“矢”或“标”)量，若是恒力的冲量，则冲量的方向与力F的方向相同。 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)表达式：Ft＝mv2－mv1。 三、碰撞与缓冲的实例分析 由动量定理可见，物体间的相互作用力与物体动量的变化和作用时间有关。既可通过增大物体动量变化量、缩短相互作用时间来增大相互作用力，也可通过减小物体动量变化量、延长相互作用时间来减小相互作用力。 1．判断下列说法的正误。 (1)动量相同的物体，运动方向一定相同。(√) (2)一个物体(质量不变)的动量改变，它的动能一定改变。(×) (3)一个物体(质量不变)的动能改变，它的动量一定改变。(√) (4)冲量是矢量，其方向与恒力的方向相同。(√) (5)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受到的合外力一定不为零。(√) (6)物体受到的合力的冲量越大，它的动量变化量一定越大。(√) 2．质量为m的物体以初速度v竖直向上抛出，经时间t，达到最高点，速度变为0，以竖直向上为正方向，重力加速度为g，在这个过程中，物体的动量变化量是－mv，重力的冲量是－mgt。 知识点一　动量及动量的变化量 [问题探究] 为寻求碰撞中的不变量，某学习小组进行了下列实验： 用一辆质量为m1的小车碰撞另一辆静止的质量为m2的小车，碰后两车一起运动，用v和v′分别表示碰前小车m1和碰后二者一起运动的速度。数据记录如下： m1/kg m2/kg v/(m·s－1) v′/(m·s－1) 1 0.519 0.519 0.628 0.307 2 0.519 0.718 0.656 0.265 3 0.718 0.519 0.572 0.321 (1)两辆小车碰撞前后动能之和是否相等？ (2)两辆小车碰撞前后质量与速度乘积之和是否相等？ 答案　(1)不相等。　(2)近似相等。 [归纳升华] 1．对动量的理解 (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 (1)动量的变化量是矢量 Δp＝p′－p是矢量式，运算遵循平行四边形定则。 (2)Δp的计算 ①当p′、p在同一直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。 ②当p′、p不在同一直线上时，应依据平行四边形定则运算。 3．动量与动能的比较 (1)区别：动量是矢量，动能是标量。 (2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为Ek＝或p＝。 　一质量m＝0.2 kg的皮球从高H＝0.8 m处自由落下，与地面相碰后反弹的最大高度h＝0.45 m。(g取10 m/s2) 试求：球与地面相互作用前、后时刻的动量以及球与地面相互作用过程中的动量变化。 [解析]　以向下的方向为正，则由mgH＝mv2得 与地面接触时的速度v1＝4 m/s， 此时的动量大小p1＝mv1＝0.8 kg·m/s，方向向下，为正。 球刚离开地面时的速度v2＝3 m/s， 此时的动量大小p2＝mv2＝0.6 kg·m/s，方向向上，为负。 所以Δp＝p2－p1＝(－0.6 kg·m/s)－0.8 kg·m/s＝－1.4 kg·m/s，负号表示方向向上。 [答案]　p1＝0.8 kg·m/s，方向向下　p2＝0.6 kg·m/s，方向向上　Δp＝1.4 kg·m/s，方向向上 1．羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s，假设羽毛球飞来的速度为50 m/s，运动员将羽毛球以100 m/s的速度反向击回。设羽毛球的质量为10 g，求： (1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量； (2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。 解析