第一章 第1节 动量和动量定理(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

第1节　动量和动量定理 核心 素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.理解动量的概念，知道动量和动量的变化量均为矢量；会计算一维情况下的动量变化量。 2．理解冲量的概念，知道冲量是矢量。 通过理论推导，掌握动量定理，理解其确切含义。 通过实例分析，能够利用动量定理解释缓冲、碰撞等具体生活现象，并解决实际问题。 [对应学生用书P1] 知识点一 动量 1.定义：物理学中，把物体质量与速度的乘积称为物体的动量，通常用字母p表示。 2．表达式：p＝mv。 3．单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号为kg·m/s。 4．方向：动量是矢量❶，它的方向与物体速度的方向相同。 5．动量的变化量：物体动量的变化量Δp等于物体的末动量p2与初动量p1的矢量差，即Δp＝p2－p1❷。动量的变化量也是矢量。 1．物体的质量越大，动量一定也越大。 (　　×　　) 2．某物体的速度大小不变，则其动量一定不变。 (　　×　　) 3．物体的动量相同，其动能一定也相同。 (　　×　　) 知识点二 动量定理 1.冲量 (1)定义：物理学中，把力和力的作用时间的乘积称为这个力的冲量，通常用符号I表示。 (2)公式：I＝Ft。 (3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号为N·s❸。 (4)矢量性：冲量是矢量，方向与力的方向相同。 (5)物理意义：反映了力对时间的积累效应。 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)公式：I＝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＝❹。 1．冲量是矢量，其方向与力的方向相同。(　　√　　) 2．力越大，则力对物体的冲量越大。 (　　×　　) 3．物体动量的变化量越大，说明该物体受到的作用力就越大。 (　　×　　) 知识点三 碰撞与缓冲的实例分析 1.可以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❺。 2．可以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❻。 1．物体的动量变化量一定时，力的大小与作用时间无关。 (　　×　　) 2．在发生交通事故时，安全气囊起缓冲作用，可以减轻事故对车内人员的伤害。(　　√　　) 批注❶：动量是状态量，与时刻或位置相对应；动量是矢量，其运算遵循平行四边形定则。 批注❷：(1)在某段时间内，物体末动量与初动量的矢量差(也是矢量)。该运算遵循平行四边形定则。 (2)动量始终保持在一条直线上时，首先选定一个正方向，与正方向相同的动量取为正，与正方向相反的动量取为负，由此可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)。 批注❸：冲量是过程量，与时间或过程相对应。1 N·s＝1 kg·m·s－2·s＝1 kg·m·s－1，冲量的单位与动量的单位相同。 批注❹：F＝，从该式可以看出：当物体动量的变化量一定时，力作用时间越短，作用力越大；力作用时间越长，作用力越小。 批注❺：例如冲床冲压工件时，冲头动量变化大且冲头与工件的碰撞时间很短，因此，在冲头与工件之间会产生很大的作用力。 批注❻：例如汽车上的驾乘人员都必须系上安全带，万一出现事故，这些设施可以起到缓冲作用，减轻事故对车内人员的伤害。 [对应学生用书P2] 探究点一　动量、动量变化量的理解　(运动观念之形成) ►情境探究 如图所示，一质量为m、速度为v的小球与挡板发生碰撞，碰后以大小不变的速度反向弹回。 (1)小球碰撞挡板前后的动量是否相同？ 提示：不相同。小球碰撞挡板前后的动量大小相等，方向相反。 (2)小球碰撞挡板前后，动量变化量的大小是多少？ 提示：动量变化量的大小为2mv。 (3)上述现象中，小球碰撞挡板前后的动能是否相同？ 提示：小球碰撞挡板前后的动能相同。 ►探究归纳 1．动量的“三性” 矢量性 动量是矢量，它的方向与速度v的方向相同 瞬时性 物体的动量通常指某一时刻或某一位置的动量，动量大小用p＝mv表示 相对性 因为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。题目中，一般以地面为参考系 2.动量和动能的比较 动量 动能 物理意义 描述物体机械运动状态的物理量 定义式 p＝mv Ek＝mv2 单位 kg·m/s J 标矢性 矢量 标量 变化决 定因素 物体所受合 外力的冲量 合外力所做的功 换算关系 p＝，Ek＝ 3.动量变化量的运算 (1)Δp是矢量，表达式为Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝mΔv，其方向与速度的变化量Δv方向相同，运算过程遵循平行四边形定则。 (2)当p2、p1在同一条直线上时，可规定正方向，与正方向相同的动量取正值，与正方向相反的