1.2 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（人教版2019）

2.动量定理 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.冲量的理解和计算 2.动量定理的理解与应用 1.理解冲量的概念，理解动量定理的含义和表达式 2.能够利用动量定理解释有关现象，解决实验问题 3.明确动量定理和动能定理的区别 理解冲量和动量定理的内涵，运用动量定理分析、解释生活中的现象，使学生建立相互作用的物理观念；运用动量定理求变力做功，培养学生的科学思维能力 知识点一　冲量 1．如图甲所示，文具盒静止放在桌面上一段时间，重力对它做功一定为零，而该段时间内重力与作用时间的乘积不为零，时间越长重力与作用时间的乘积越大，用什么量描述力的这种效应？ 2．图乙所示为文具盒受到水平力F的F -t图像，请分析： (1)0～1 s内，力F的冲量是多少？它与对应F -t图线与t轴所围的面积有什么关系？ (2)1～6 s内，力F的冲量是多少？它与对应F -t图线与t轴所围的面积有什么关系？ (3)0～6 s内，力F的冲量是多少？它与对应F -t图线与t轴所围的面积有什么关系？ 提示：1.文具盒静止一段时间，其位移为零，故重力做功为零，而重力与作用时间的乘积不为零；用冲量描述力的这种效应。 2．(1)力F在0～1 s内的冲量I1＝F1Δt1＝20×1 N·s＝20 N·s，对应F -t图线与t轴所围的面积是20 N·s，二者数值上相等。 (2)力F在1～6 s内的冲量I2＝F2Δt2＝－10×5 N·s＝－50 N·s，负号表示冲量的方向沿着负方向。对应F -t图线与t轴所围的面积是－50 N·s，二者数值上相等。 (3)力F在0～6 s内的冲量I＝I1＋I2＝－30 N·s，负号表示冲量的方向沿着负方向。对应F -t图线与t轴所围的面积的代数和是－30 N·s，二者数值上相等。 1．定义：力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量，用字母I表示冲量。 2．表达式：I＝FΔt。 3．单位：冲量的单位是牛秒，符号是N·s。 4．矢量性：冲量是矢量，恒力的冲量方向与力的方向相同。 【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．对冲量的理解 过程量 (1)冲量描述的是力对时间的积累效应，与某一过程相对应，是过程量。 (2)研究冲量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 冲量是矢量：①力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同；②力的方向变化时，冲量的方向与力的方向一般不相同。 学生用书↓第7页 2.冲量的计算 (1)恒力冲量的计算：应用公式I＝FΔt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＝FΔt＝(t2－t1)。 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)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。 (多选)如图所示，在倾角α＝37°的足够长斜面上，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，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，在物体下滑2 s的时间内，下列说法正确的是( ) A．支持力对物体的冲量大小为80 N·s，方向竖直向上 B．重力对物体的冲量大小为100 N·s，方向竖直向下 C．摩擦力对物体的冲量大小为16 N·s，方向沿着斜面向上 D．合力对物体的冲量大小为44 N·s，方向竖直向下 BC　[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F＝mgcos α＝50×0.8 N＝40 N，摩擦力Ff＝μmgcos α＝0.2×50×0.8 N＝8 N，故支持力的冲量I2＝Ft＝40×2 N·s＝80 N·s，方向垂直于斜面向上，故A错误；重力的冲量I1＝mgt＝50×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下，故B正确；摩擦力的冲量I3＝Fft＝8×2 N·s＝16 N·s，方向沿着斜面向上，故C正确；物体受到的合力F合＝mgsin α－μmgcos α＝50×0.6 N－8 N＝22 N，故合力的冲量I＝F合t＝22×2 N·s＝44 N·s，方向沿着斜面向下，故D错误。故选B、C。] 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