内容正文:
第一章 动量守恒定律
课时2 动量定理
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
必备知识·记忆理解
时间
FΔt
N·s
相同
p′-p
mv′-mv
变化
动量的
动量变化量
动量变化量
合力
矢量和
越短
越大
越长
AD
D
关键能力·分析应用
A
BC
D
AD
B
Thank you for watching
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第一章 动量守恒定律
5A新学案 物理 · 选择性必修第一册
核心
目标
1. 知道冲量概念、公式、单位,知道冲量是矢量,会计算冲量,领会求解变力冲量时的极限思想.
2. 通过理论推导,理解动量定理的意义、表达式,会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决简单实际问题.
要点笔记
要点1 冲量
1. 定义:力和力的作用________的乘积.
2. 表达式:I=__________;单位:__________.
3. 方向:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向________.
要点2 动量定理
1. 推导:质量为m的物体受到合力作用时,经过一段时间Δt,若速度从v变为v′,根据牛顿第二定律,结合动量的概念,有F= ma=meq \f(v′-v,Δt)=eq \f(mv′-mv,Δt)=eq \f(p′-p,Δt)=eq \f(Δp,Δt).
2. 表达式:FΔt = p′-p,或I=______________或F(t′-t)=________________.
3. 物理意义: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_________ _____.
(1) 动量定理反映了力的冲量与______________之间的因果关系,即合力的冲量是原因,物体的______________是结果.
(2) 动量定理中的冲量是________的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的__________.
要点3 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________,物体受的力就________;作用时间________,物体受的力就小;如果作用力一定,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.
基础内化
1. (多选)如图所示,一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则( )
A. 拉力对物体的冲量大小为Ft
B. 拉力对物体的冲量大小为Ftsin θ
C. 摩擦力对物体的冲量大小为Ftsin θ
D. 合外力对物体的冲量大小为零
解析:拉力F对物体的冲量大小为Ft,故A正确,B错误;物体受到的摩擦力Ff=Fcos θ,所以摩擦力对物体的冲量大小为Fft=Ftcos θ,故C错误;物体匀速运动,则合外力为零,所以合外力对物体的冲量大小为零,故D正确.
2. (2022·广东田家炳实验中学)人从高处跳到低处,为了安全,一般都是脚尖先着地,这样做的目的是为了( )
A. 减小着地时所受冲量
B. 使动量增量变的更小
C. 增大人对地面的压强,起到安全作用
D. 延长对地面的作用时间,从而减小地面对人的作用力
解析:人在和地面接触时,人的速度减为零,由动量定理可知(F-mg)t=mv-0,而脚尖着地可以增加人着地的时间,由公式可知可以减小受到地面的冲击力,故选D.
3. (2022·福建宁德期末)如图所示,一个质量为0.4 kg的足球以10 m/s的速率撞向球门门柱,然后以8 m/s速率反向弹回,以初速度方向为正方向.
(1) 求撞击门柱前后足球的动量变化量.
解析:撞击门柱前后足球的动量变化量为
Δp=-mvt-mv0=-7.2 kg·m/s
(2) 若撞击过程时间为0.2 s,求门柱对足球的平均作用力大小.
解析:根据动量定理可得门柱对足球的平均作用力大小为
F=eq \f(|Δp|,Δt)=36 N
分类悟法
考向1 冲量的理解
1. 冲量I=Ft,只要有力及力的作用时间,该力的冲量就不为零,这一点与功不同.
2. 冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,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.
3. 考查分析:主要是冲量的计算,计算方法可有四种:
公式法
利用定义式I=Ft计算冲量,此方法无需考虑物体的运动状态
图像法
利用F-t图像计算,F-t图像围成的面积对应冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量
平均
值法
若方向不变的变力大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,则力F在某段时间t内的冲量I=eq \f(F1+F2,2)t,F1、F2为该段时间内初、末两时刻力的大小
动量定
理法
如果物体受到大小或方向变化的