(教参)第一章 动量守恒定律 拓展与归类-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

拓展与归类·专题研析1　动量定理的应用 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 通过对比的方法，理解并掌握冲量和功、动量定理和动能定理的区别 物理观念：理解动量概念，发展物体运动与相互作用的观念。 科学态度与责任：能在实际生活中应用缓冲来解除危机，提高安全意识与社会责任 知道动量定理适用于物体受变力、做曲线运动 (见学生用书P7) 知识点　应用动量定理解题的步骤 1．选取研究对象。 2．确定所研究的物理过程及其始、终状态。 3．分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。 4．对于做直线运动的物体，先规定正方向，当速度和力与规定正方向同向时取正值，当速度或力与规定正方向反向时取负值。再根据动量定理Ft＝Δp列式。 5．解方程，统一单位，求得结果。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)动量定理Ft＝Δp是矢量式。(　√　) (2)动量定理Ft＝Δp中的F是物体受的合力。(　√　) (3)应用动量定理Ft＝Δp可以求变力对某一段时间的平均值。(　√　) 2．思考题：动量定理只能适用于物体做直线运动的情况吗？ 答案：不对。对于做曲线运动的物体，也可以应用动量定理求解。 (见学生用书P8) 　　类型一动量定理在求解变力中的应用 1．应用动量定理I＝Δp可以求变力的冲量。 2．对于过程较复杂的运动，可分段应用动量定理，也可对整个过程应用动量定理。 篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动。为了检测篮球的性能，某同学多次让一篮球从h1＝1.8 m处自由下落，测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为t＝1.3 s，该篮球第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为0.5 s，篮球的质量m＝0.6 kg，g取10 m/s2。求篮球对地面的平均作用力(不计空气阻力)。 答案：39 N，方向竖直向下 解析：解法1：设篮球从h1处下落触地的时间为t1，触地时速度大小为v1，弹起时速度大小为v2，从弹起至最高点的时间t2＝0.5 s，则t1＝＝0.6 s v1＝＝6 m/s 弹起时速度大小 v2＝gt2＝5 m/s 篮球与地面作用时间 Δt＝t－t1－t2＝0.2 s 篮球触地过程中，取向上为正方向，根据动量定理有 (－mg)Δt＝mv2－(－mv1) 即 ＝mg＋ 代入数据解得 ＝39 N 根据牛顿第三定律，篮球对地面的平均作用力方向竖直向下，大小为39 N。 解法2：由上述解法可知t1＝0.6 s，t2＝0.5 s，Δt＝0.2 s，对全过程应用动量定理有 Δt－mgt＝0 解得 ＝＝39 N 根据牛顿第三定律，篮球对地面的平均作用力方向竖直向下，大小为39 N。 蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并在空中做各种动作的运动项目。一名质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s。若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。(不计空气阻力，g取10 m/s2) 答案：1.5×103 N 解析：解法1：运动员刚接触网时速度的大小v1＝＝ m/s＝8 m/s，方向竖直向下， 刚离开网时速度的大小v2＝＝ m/s＝10 m/s，方向竖直向上。 运动员接触网的过程中，网对运动员的作用力大小为F，规定竖直向上为正方向，根据动量定理得(F－mg)t＝mv2－(－mv1) 解得F＝＋mg＝ N＋60×10 N＝1.5×103 N>0，方向竖直向上。 解法2: 运动员从3.2 m高处自由下落的时间 t1＝＝ s＝0.8 s 运动员刚离开网弹回5.0 m高处所用的时间 t2＝＝ s＝1 s 整个过程中运动员始终受重力作用，仅在与网接触的t3＝1.2 s 时间内受到网对他向上的弹力F的作用，对全过程应用动量定理得F·t3－mg(t1＋t2＋t3)＝0 解得F＝mg＝×60×10 N＝1.5×103 N，方向竖直向上。 　　类型二动量定理在曲线运动中的应用 动量定理具有普适性，即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，不论作用力是恒力还是变力，不论几个力的作用时间相同还是不同，动量定理都适用。 如图所示，质量为m的质点，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，为圆周。求质点由A至B运动的过程中，作用在质点上的合力的冲量。 答案：mv，方向与质点在A点的速度方向成135°偏左 解析：质点所受的合力即向心力，其大小F＝m不变，但方向时刻指向圆心，是变力，故不能直接用冲量定义式I＝Ft求解。如图所示，根据动量定理和平行四边形定则有，合力冲量的大小I合＝Δp＝mv，方向与质点在A点的速度方向成135°偏左。 已知质量为m的某物体平抛的初速度为v0，求经过时间t后物体的速度大小。(已知重力加速度大小为g