第1章 第1节 动量和动量定理(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

　第1章　动量及其守恒定律 第1节　动量和动量定理 核心素养导学 物理观念 (1)掌握动量的概念，会计算一维情况下的动量变化量。 (2)知道冲量的概念，知道冲量是矢量。 (3)知道动量定理的确切含义，掌握其表达式。 科学思维 理解动量定理的推导过程，能分析与动量变化相关的问题。 科学态度与责任 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生产生活中的有关现象和解决实际问题，具备将所学知识应用于生活实际的意识。 　　　　　　　　　　　 一、动量 1．动量 (1)定义：物体质量与速度的乘积。 (2)表达式：p＝mv。 (3)单位：千克米每秒，符号为kg·m/s。 (4)矢量性：动量是矢量，方向与物体速度的方向相同，其运算遵循平行四边形定则。 2．动量变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量p2与初动量p1的矢量差(也是矢量)，Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝m·Δv(矢量式)。 (2)在同一条直线上的动量变化量的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而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)定义：力和力的作用时间的乘积称为这个力的冲量。 (2)公式：I＝Ft。 (3)单位(符号)：N·s。 (4)方向：冲量是矢量，其方向与力的方向相同。 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物体在此过程中动量的变化量。 (2)公式：I＝Δp或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＝。 (1)动量定理反映了力的冲量与动量变化量之间的因果关系。 (2)动量定理表达式是矢量式，式中的等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。　　 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 冲床冲压工件时，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 为保证驾乘人员的安全，在汽车相关部位安装了安全气囊，万一出现事故，利用气囊的形变来延长力的作用时间，可以起到缓冲作用，减轻事故对车内人员的伤害。,1.摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施。小刚搭乘挂在摩天轮边缘的座舱随摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动。 (1)不同时刻小刚的动量相同吗？ (2)不同时刻小刚的动能相同吗？ 提示：(1)因为小刚速度方向时刻改变，故小刚的动量不相同。 (2)动能是标量，没有方向，所以小刚的动能时刻相同。 2.如图所示，有一质量m＝50 kg的人在水平路面上行走了5分钟，其重力的冲量为多少？(g＝10 m/s2) 提示：I＝mgt＝50×10×5×60 N·s＝1.5×105 N·s，方向竖直向下。 3．如图所示，背越式跳高时，为什么在杆下放上厚厚的海绵垫？ 提示：根据动量定理Ft＝Δp，动量变化量Δp一定时，作用时间t越长，则作用力F越小。厚厚的海绵垫是为了保护运动员免受伤害的，跳高运动员过杆后落在厚厚的海绵垫上与直接落到硬地面上相比较，延长了作用时间，减小了运动员所受的冲击力。 新知学习(一)|对动量及动量变化的理解 [任务驱动] 网球比赛非常受到广大青少年的喜爱，如图所示为网球比赛中，某同学的一次大力回球。 (1)研究网球的动量及动量变化时，为何要选取正方向？ (2)影响网球动量大小的因素有哪些？ 提示：(1)动量是矢量，具有方向性。 (2)网球的动量大小与速度大小及网球质量有关。　　　　 [重点释解] 1．对动量的认识 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 矢量性 动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同 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)动量的变化量是过程量，分析计算时，要明确物体在哪一个过程的动量变化。 (2)动量的变化量Δp＝p′－p是矢量式，Δp、p′、p间遵循平行四边形定则，如图所示。 (3)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．动量和动能的比较 比较项 动量 动能 物理意义 描述机械运动状态的物理量 定义式 p＝mv Ek＝mv2 标矢性 矢量 标量 换算关系 p＝，Ek＝ [针对训练] 1．(2022·福州高二检测)下列运动中的物体，动量始终保持不变的是(　 ) A．正常运行的地球同步卫星 B．用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动 C．小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变 D．荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变 解析：选B　动量的表达式为p＝mv。正常运行的地球同步卫星，速度大小不变，方向不断