第1章 第1节 冲量 动量 第2节 动量定理-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第一节　冲量　动量　第二节　动量定理 【核心素养目标】 物理观念 知道冲量、动量的概念，知道冲量和动量都是矢量。知道动量定理的内容，掌握其表达式。知道生活中与动量、冲量有关的物理现象。 科学思维 理解动量定理的推导过程，掌握动量定理的应用。 科学态度与责任 会用动量定理解释生活中的有关现象，能将学到的物理知识应用于生产、生活中。 知识点一　冲量 将一个钢球从同一高度分别自由下落到坚硬的木块和垫有海绵的木板上，用力传感器测出钢球碰撞时作用力的大小，用与力传感器相连的数据采集器记录下力随时间的变化，实验结果见课本P2图1－1－1。 (1)两次钢球与不同材质垫块的作用力大小相等吗？作用时间相同吗？ (2)两次F-t图像与时间轴所围的面积(F与t的乘积)相同吗？ 提示：(1)作用力和时间都不相等，第一次作用力大，时间短。 (2)两次面积在误差允许的范围内相等，即F与t的乘积相同。 1．定义：力与力的作用时间的乘积。 2．表达式：I＝Ft。 3．单位：牛秒，符号是N·s。 4．矢量性：冲量是矢量，其方向由力的方向决定。如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向与力的方向相同。 5．F-t图像：冲量的大小等于F-t图像下方与时间轴所围的面积。 【判断正误】 1．力越大，则力的冲量越大。(×) 2．冲量的方向一定与力的方向相同。(×) 3．物体所受合力的冲量等于各个力的冲量的矢量和。(√) 1．冲量的特点 过程量 冲量描述的是力对时间的积累效果，是一个过程量。研究冲量必须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量 矢量性 对于方向恒定的力来说，冲量的方向与力的方向一致 2.冲量的计算 (1)恒力冲量的计算： 应用公式I＝Ft计算。 (2)变力冲量的计算： ①平均力法：如图甲所示，如果力与时间成线性关系，则I＝Δt＝(t2－t1)。 学生用书↓第2页 ②F-t图像法：在F-t图像中，F-t图线与t轴围成的面积表示对应时间内力的冲量。如图甲、乙所示，图中的阴影面积即为变力的冲量。 ③利用动量定理求变力的冲量。 (3)合冲量的计算： ①可分别求每一个力的冲量I1，I2，I3，…，再求各冲量的矢量和。 ②可以先求合力，再用公式I合＝F合Δt求解。 如图所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量和合外力的冲量。(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 审题指导　(1)物体受重力、支持力及摩擦力的作用，这三个力均为恒力。 (2)恒力的冲量：恒力与时间的乘积。 解析：对物体受力分析可知，物体受重力、支持力及摩擦力的作用。 支持力FN＝mgcos α＝5×10×0.8 N＝40 N， 摩擦力f＝μmgcos α＝0.2×5×10×0.8 N＝8 N， 故重力的冲量I1＝mgt＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下。 支持力的冲量I2＝FNt＝40×2 N·s＝80 N·s，方向垂直斜面向上。 摩擦力的冲量I3＝ft＝8×2 N·s＝16 N·s，方向沿斜面向上。 物体受到的合力 F合＝mgsin α－μmgcos α＝5×10×0.6 N－8 N＝22 N， 故合外力的冲量I＝F合t＝22×2 N·s＝44 N·s，方向沿斜面向下。 答案：见解析 特别提醒 求解冲量时的三点注意 1．求冲量大小时，一定要注意是哪个力在哪一段时间内的冲量。只要力不为零，一段时间内的冲量就不为零。 2．求单个力或合力的冲量，首先判断是否是恒力，若是恒力，可直接应用公式I＝FΔt计算；若是变力，要根据力的特点求解，或者利用动量定理求解。 3．冲量是矢量，不要忘记说明冲量的方向。 针对练1.(多选)(2022·四川眉山高二期末)如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右匀速运动，重力加速度为g。则经过时间t，下列说法正确的是(　　) A．重力的冲量为0 B．重力做功为0 C．拉力的冲量为Ftcos θ D．合力的冲量为0 BD　[由冲量的定义可知重力的冲量IG＝mgt，拉力的冲量IF＝Ft，A、C错误；重力与运动方向垂直，则重力做功为0，B正确；物体做匀速直线运动，故合力为0，则合力的冲量为0，D正确。] 针对练2.(2022·江门市棠下中学高二月考)如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变，下列说法正确的是(　　 ) A．球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零 B．球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零 C．球上升阶段与下降阶段重力的冲量大小相等 D．球