2.动量定理（导学案）物理教科版2019选择性必修第一册

第2节 动量定理 1.物理观念：知道冲量的概念,了解冲量的物理意义,理解冲量是物体动量改变的原因;知道动量定理及基表达式的物理含义。 2.科学思维：能在恒力情况下进行理论推导得到动量定理的表达式;并能应用动量定理解释生产和生活中的现象。 3.科学探究：能类比加速度定义,分析牛顿第二定律的另一种表述。 4.科学态度与责任：能用所学知识解释高空坠物产生危害的原因,体会科学知识的实用性,形成安全意识并养成良好的生活习惯。 1.能从牛顿运动定律推导出动量定理的表达式，理解动量定理，知道动量定理也适用于变力(重点)。 2.明白动量定理的确切含义，会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重难点)。 3.建立冲量的概念，理解冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。 【知识回顾】 第1节 动　量 一、认识碰撞现象 二、碰撞中的不变量 三、动量 (1)定义：质量和速度的 定义为物体的动量，用字母p表示。 (2)公式：p＝ 。 (3)单位： ，符号是 。 (4)矢量性：方向与 的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2.动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内 与 的矢量差。 (2)公式：Δp＝ 。 (3)标矢性：动量的变化量是 量，方向与 的方向相同。 (4)动量始终保持在一条直线上时动量变化量的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带 的数值表示，从而将矢量运算简化为 运算。 【自主预习】 第2节 动量定理 一、动量的变化 Δp＝ 二、动量定理和冲量 1.内容：物体在一个过程中所受力的 等于它在这个过程始末的动量 。 2.公式：I＝p′－p，也可以写成F(t′－t)＝ 。 3.牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合力等于物体动量的 ，即F＝ 。 4.对动量定理的理解 三、动量定理的应用 思考与讨论1 一、动量的变化 1.该小球的动量变化量有什么规律？ 2.单位时间内的动量变化可以用什么表示呢？ 思考与讨论2 二、动量定理和冲量 1.什么是冲量？ 2.归纳总结动量定理： 思考与讨论3 三、动量定理的应用 1.问题7的结果说明了什么？ 2.这一规律在生活中有什么应用？ 课堂小结： 本节课的教学中首先通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例,运用演绎推理的方法推导出动量定理,让学生认识到力在时间上的累积效果就是冲量。最后让学生利用动量定理解释生活中的现象。 1.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　　) A．人跳在沙坑的动量大小等于跳在水泥地上的动量大小 B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上大 2. 质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ = 0.4，有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3s后撤去F。求物体运动的总时间，g取10m/s2。 3. (多选)如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷出水柱直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是(　　) A．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 B．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 C．水柱对汽车的平均冲力为 D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车 的压强变为原来的4倍 4.(多选)关于动量、冲量以及动量变化的说法正确的是(　　) A.一个做曲线运动的物体，其动量的大小和方向变化，而在相等时间内物体受到的合外力的冲量不可能始终相等 B.一个做曲线运动的物体，其动量的大小始终不变，而在相等时间内合外力的冲量大小可能总相等 C.一个物体所受合外力冲量为零时，虽然其动量不变，但是物体所受到的每个力的冲量可能一直增大 D.一个运动物体，其动量越来越大，而其加速度可能越来越小 5.下列关于动量和冲量的说法正确的是(　　) A.物体的动量变化时动能一定变化 B.物体所受合力冲量越大，它的动量也越大 C.当力与物体的位移垂直时，一段时间内该力的冲量为零 D.体操运动员落地总要屈腿，是为了延长作用时间以减小地面对运动员的作用力 6.(多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，如图所示，经时间t，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A.重力对物体的冲量大小为mgtsin θ B.支持力对物体的冲量大小为零 C.摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ D.合力对物体的冲量大小为零 7.对下列各种物理现象的解释正确的是(　　) A.击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B.用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C.易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D.在车内推车推不动，是因为车所受推力的冲量为零 8.(多选)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速度变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小可能是(重力加速度为g)(　　) A.m(v－v0) B.mgt C.m D.m 9.(多选)第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人，如图所示。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是(　　) A.击球过程合外力对乒乓球做功为零 B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零 C.乒乓球运动至最高点时，动量为零 D.乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同 10.一辆轿车以30 m/s的速度行驶时，与另一辆迎面驶来的货车相撞，相撞后两车均停下来，已知作用时间t＝0.025 s。求： (1)车祸中轿车内质量m＝60 kg的人受到的平均冲力的大小； (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，则这种情况下人受到的平均冲力与不系安全带时人受到的平均冲力之比。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 动量定理 1.物理观念：知道冲量的概念,了解冲量的物理意义,理解冲量是物体动量改变的原因;知道动量定理及基表达式的物理含义。 2.科学思维：能在恒力情况下进行理论推导得到动量定理的表达式;并能应用动量定理解释生产和生活中的现象。 3.科学探究：能类比加速度定义,分析牛顿第二定律的另一种表述。 4.科学态度与责任：能用所学知识解释高空坠物产生危害的原因,体会科学知识的实用性,形成安全意识并养成良好的生活习惯。 1.能从牛顿运动定律推导出动量定理的表达式，理解动量定理，知道动量定理也适用于变力(重点)。 2.明白动量定理的确切含义，会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重难点)。 3.建立冲量的概念，理解冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。 【知识回顾】 第1节 动　量 一、认识碰撞现象 二、碰撞中的不变量 三、动量 (1)定义：质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示。 (2)公式：p＝mv。 (3)单位：千克米每秒，符号是kg·m/s。 (4)矢量性：方向与速度的方向相同，运算遵循平行四边形定则。 2.动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差。 (2)公式：Δp＝p末－p初。 (3)标矢性：动量的变化量是矢量，方向与速度变化量的方向相同。 (4)动量始终保持在一条直线上时动量变化量的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算。 【自主预习】 第2节 动量定理 一、动量的变化 Δp＝p末－p 二、动量定理和冲量 1.内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。 2.公式：I＝p′－p，也可以写成F(t′－t)＝mv′－mv。 3.牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合力等于物体动量的变化率，即F＝。 4.对动量定理的理解 三、动量定理的应用 思考与讨论1 一、动量的变化 1.该小球的动量变化量有什么规律？ 答案　小球的动量变化量都等于其所受合外力乘以作用时间。 2.单位时间内的动量变化可以用什么表示呢？ 答案　＝＝ma＝F合 思考与讨论2 二、动量定理和冲量 1.什么是冲量？ 答案　物理学中把力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。用I表示冲量。冲量的单位是牛顿秒，符号是 N·s。 2.归纳总结动量定理： 1.内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。 2.公式：I＝p′－p，也可以写成F(t′－t)＝mv′－mv。 3.牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合力等于物体动量的变化率，即F＝。 思考与讨论3 三、动量定理的应用 1.问题7的结果说明了什么？ 答案　一段过程中,若物体的∆p一定，∆t短则F大，∆t长则F小． 2.这一规律在生活中有什么应用？ 答案　在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。 课堂小结： 本节课的教学中首先通过物体在恒力作用下做匀变速直线运动这一特例,运用演绎推理的方法推导出动量定理,让学生认识到力在时间上的累积效果就是冲量。最后让学生利用动量定理解释生活中的现象。 1.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　A　) A．人跳在沙坑的动量大小等于跳在水泥地上的动量大小 B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上大 2. 质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ = 0.4，有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3s后撤去F。求物体运动的总时间，g取10m/s2。 答案　3.75s 解析　物体由静止开始运动到停止运动的全过程中，F的冲量为Ft1，摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向，根据动量定理有 Ft1 - Ff t = 0 又 Ff = μmg 联立解得 t = 代入数据解得 t = 3.75s 3. (多选)如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷出水柱直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是(　BD　) A．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 B．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 C．水柱对汽车的平均冲力为 D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车 的压强变为原来的4倍 4.(多选)关于动量、冲量以及动量变化的说法正确的是(　BCD　) A.一个做曲线运动的物体，其动量的大小和方向变化，而在相等时间内物体受到的合外力的冲量不可能始终相等 B.一个做曲线运动的物体，其动量的大小始终不变，而在相等时间内合外力的冲量大小可能总相等 C.一个物体所受合外力冲量为零时，虽然其动量不变，但是物体所受到的每个力的冲量可能一直增大 D.一个运动物体，其动量越来越大，而其加速度可能越来越小 5.下列关于动量和冲量的说法正确的是(　D　) A.物体的动量变化时动能一定变化 B.物体所受合力冲量越大，它的动量也越大 C.当力与物体的位移垂直时，一段时间内该力的冲量为零 D.体操运动员落地总要屈腿，是为了延长作用时间以减小地面对运动员的作用力 6.(多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，如图所示，经时间t，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　CD　) A.重力对物体的冲量大小为mgtsin θ B.支持力对物体的冲量大小为零 C.摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ D.合力对物体的冲量大小为零 7.对下列各种物理现象的解释正确的是(　C　) A.击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B.用手接篮球时，手往往向后缩一下，是为了减小冲量 C.易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力 D.在车内推车推不动，是因为车所受推力的冲量为零 8.(多选)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速度变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小可能是(重力加速度为g)(　BCD　) A.m(v－v0) B.mgt C.m D.m 9.(多选)第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人，如图所示。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是(　AD　) A.击球过程合外力对乒乓球做功为零 B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零 C.乒乓球运动至最高点时，动量为零 D.乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同 10.一辆轿车以30 m/s的速度行驶时，与另一辆迎面驶来的货车相撞，相撞后两车均停下来，已知作用时间t＝0.025 s。求： (1)车祸中轿车内质量m＝60 kg的人受到的平均冲力的大小； (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，则这种情况下人受到的平均冲力与不系安全带时人受到的平均冲力之比。 答案　(1)7.2×104 N　(2)1∶40 解析　 (1)设人受到的平均冲力大小为F，以轿车原来速度的方向为正方向，根据动量定理有 －Ft＝0－mv0 解得F＝7.2×104 N。 (2)若人系有安全带，同理可得 F′＝＝1.8×103 N 则F′∶F＝1∶40。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $