内容正文:
2 动量定理
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/物理/ 选择性必修 第一册
学习目标要求 核心素养和关键能力
1.理解冲量的概念,能够区别冲量和功。
2.会推导动量定理的表达式。
3.能够应用动量定理定性分析生活现象。
4.能够应用动量定理进行简单计算。 1.核心素养
利用力对时间的积累效应进行分析推理。
2.关键能力
分析和推理能力。
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必备知识 自主学习
关键能力 合作探究
课堂检测 巩固演练
课时作业 素养达标
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一 动量定理
1.冲量
(1)定义:力与________________的乘积,用字母I表示。
(2)公式:I=________。
(3)单位:________,符号是 ________。
(4)矢量性:方向与____________相同。
(5)物理意义:反映了力的作用对时间的累积效应。
力的作用时间
FΔt
牛秒
N·s
力的方向
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2.动量定理
(1)内容:物体在一个过程中所受____的冲量等于它在这个过程始末的____________。
(2)公式:___________或 ___________________。
力
动量变化量
I=p′-p
F(t′-t)=mv′-mv
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二 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,那么作用的时间____,物体受的力就____;作用的时间____,物体受的力就____。
短
大
长
小
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对冲量的理解和计算
(1)图中文具盒静止一段时间,重力对它做的功一定为零,而一段时间内重力的冲量为零吗?
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提示:文具盒静止一段时间,其位移为零,故重力做的功为零,而冲量是指力与时间的乘积,所以重力的冲量不为零。
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(2)如果对文具盒施加从零开始逐渐增大的外力F,F随时间变化的规律如图所示,如何计算时间t内F的冲量?
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提示:可有两种方法计算。
方法1:因为力是线性变化,可利用平均力求冲量。
方法2:因为冲量是力在时间上的积累,可用面积法求冲量。
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1.对冲量的理解
(1)冲量是过程量:冲量描述的是作用在物体上的力对时间的累积效应,与某一过程相对应。
(2)冲量的矢量性:冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
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(3)冲量的绝对性:冲量仅由力和时间两个因素决定,具有绝对性。
(4)冲量的单位:冲量与动量的单位关系是1 N·s=1 kg·m/s。
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2.冲量的计算
(1)求某个恒力的冲量:用该力和力的作用时间的乘积求解。
(2)求合冲量的两种方法:
①分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;
②如果各个力的作用时间相同,可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解。
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(3)求变力的冲量:
①若力与时间呈线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量;
②若给出了力随时间变化的图像如图所示,可用面积法求变力的冲量;
③用动量定理I=p′-p求解。
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关于冲量,下列说法正确的是( )
A.冲量是物体动量变化的原因
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.冲量的方向与力的方向可能相反
角度1 对冲量的理解
A
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[解析] 力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后,物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,选项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,与物体处于什么状态无关,选项B错误;物体所受冲量I=FΔt与物体动量的大小p=mv无关,选项C错误;冲量是矢量,其方向与力的方向相同,选项D错误。
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质量为m的小球从距