2.动量定理（导学案）物理人教版2019选择性必修第一册

2.动量定理 导学案 1.理解冲量的概念并会进行相关的简单计算。 2.理解动量定理及其表达式。 3.能够利用动量定理解释有关现象。 4.会用动量定理分析解决实际问题。 1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。 2.理解动量定理的含义及其表达式，会运用动量定理解决实际问题(重难点)。 3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)。 【知识回顾】 （一）动量 1．定义：物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量。 2．表达式：p＝mv。 （二）　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。 【自主预习】 （一）冲量 1．定义：力与力的作用时间的乘积。 2．表达式：I＝FΔt。 3．单位：牛秒，符号是N·s。 4．方向：恒力冲量的方向与力的方向相同。 （二）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。其中“力的冲量”指的是合力的冲量，或者是各个力的冲量的矢量和。 2．表达式：I＝p′－p或F(t′－t)＝mv′－mv。若物体受变力作用，式中F应该理解为变力在作用时间内的平均值。 3．变形式：F＝(牛顿第二定律的动量形式)，表示物体动量的变化率等于它所受的力。 （三）　动量定理的应用 1．原理：根据动量定理，如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间短，物体受的力就大；作用的时间长，物体受的力就小。 2．应用：易碎物品运输时要用柔软材料包装，跳高时运动员要落在软垫上，在船舷和码头悬挂一些具有弹性的物体(如旧轮胎)。 【思考与讨论】 (一)用动量定理解释生活中的现象 鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在泡沫塑料垫上，鸡蛋没被打破；第二次落在玻璃上，鸡蛋被打破，这是为什么？ 答案　两次碰撞瞬间鸡蛋的初速度相同，而末速度都是零，也相同，所以两次碰撞过程中鸡蛋的动量变化相同。根据FΔt＝Δp，第一次与泡沫塑料垫作用的时间长，作用力小，所以鸡蛋没有被打破；第二次与玻璃作用的时间短，作用力大，所以鸡蛋被打破。 总结：对动能定理的理解 根据动量定理FΔt＝p′－p＝Δp可知： (1)Δp一定，Δt短则F大，Δt长则F小； (2)F一定，Δt短则Δp小，Δt长则Δp大； (3)Δt一定，F大则Δp大，F小则Δp小。 【思考与讨论】 如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下保持静止状态，经过一段时间t，拉力F做的功是多少？拉力F的冲量是多大？方向如何？ 答案　拉力F做的功是零，冲量大小是Ft，方向与F方向相同。 总结：对冲量的理解 1．冲量是过程量 冲量是力作用在物体上的时间累积效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。 2．冲量是矢量 在力的方向不变时，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。 3．冲量和功的比较 (1)某个力在一段时间内做的功为零时，力的冲量不为零。 (2)一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，方向一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，符号也不一定相反。 六、课堂小结 （一）核心知识点 模块 关键内容 动能定理 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；表达式；变形式；应用。 冲量 定义：力与力的作用时间的乘积；表达式；方向。 （二）方法技巧 1.矢量思维：注意矢量和标量的区别（如加减）。 2.综合运用：动能定理各种变形式可以加速理解。 1．对于力的冲量的说法，正确的是(　　) A．作用在物体上的力越大，力的冲量就越大 B．作用在物体上的力越大，力的冲量不一定大 C．力F1与作用时间t1的乘积F1t1等于力F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同 D．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t仍静止，则此推力的冲量为零 答案　B 解析　由冲量公式I＝FΔt，可知作用在物体上的力大，作用时间不确定，故冲量不一定大，A错误，B正确；冲量是矢量，F1与作用时间t1的乘积F1t1等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量大小相等，但方向不一定相同，所以冲量不一定相同，C错误；静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t仍静止，则此推力的冲量为Ft，D错误。 2.某质量为m的物体在推力F的作用下没有运动，经时间t后(　　) A．推力的冲量为零 B．推力的冲量为Ftcosθ C．合力的冲量为Ft D．重力的冲量为mgt 答案　D 解析　根据冲量的公式，在时间t内推力的冲量I1＝Ft，重力的冲量I2＝mgt，A、B错误，D正确；物体静止，所受合力为零，则合力的冲量I3＝0，C错误。 3.(多选)如图描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线。若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是(　　) 答案　CD 解析　由动量定理得Δp＝I＝－mgt，故A错误，C正确；又因为＝F＝－mg，故B错误，D正确。 4．(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(　　) A．m(v－v0) B．mgt C．m D．m 答案　BCD 解析　根据动量定理，物体动量的变化应该等于初末动量的矢量差，而不是代数差，A错误；由动量定理I合＝Δp知Δp＝mgt，B正确；由动量的定义及矢量性可知，Δp＝mΔv＝mvy＝m＝m，C、D正确。 5.篮球比赛是深受人们喜爱的体育项目，传球方式中有一种方式是通过地面传球，其简化过程如图所示，若将质量为m的篮球以速度v斜射到地面上，入射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度大小仍为v，则下列说法中正确的是(　　) A．合力对篮球的冲量大小为mv B．篮球动量的改变量为零 C．地面对篮球冲量的方向水平向左 D．篮球动量改变量的方向竖直向下 答案　A 解析　如图所示，碰撞前的动量p1＝mv，方向沿初速度方向，末动量大小为p2＝mv，方向沿末速度方向，根据三角形定则，篮球动量的改变量为Δp＝mv，方向竖直向上，故B、D错误；由动量定理可知，合力对篮球的冲量大小为mv，方向竖直向上，故A正确；篮球与地面接触过程中，受重力与地面对篮球的作用力，因重力的冲量竖直向下，而合力的冲量竖直向上，故地面对篮球的冲量一定竖直向上，C错误。 课后反思 1.你是否能通过动量定理解释许多生活中的现象，如为什么安全气囊能保护乘客。 2.在计算流体冲击力时，对微元法的应用是什么？ 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.动量定理 导学案 1.理解冲量的概念并会进行相关的简单计算。 2.理解动量定理及其表达式。 3.能够利用动量定理解释有关现象。 4.会用动量定理分析解决实际问题。 1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。 2.理解动量定理的含义及其表达式，会运用动量定理解决实际问题(重难点)。 3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)。 【知识回顾】 （一）动量 1．定义：物理学中把____和____的乘积mv定义为物体的动量。 2．表达式：______。 （二）　动量的变化量 1．定义：物体在某段时间内______与______的矢量差。 【自主预习】 （一）冲量 1．定义：力与力的作用____的乘积。 2．表达式：I＝____。 3．单位：牛秒，符号是N·s。 4．方向：恒力冲量的方向与__的方向相同。 （二）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__________。其中“力的冲量”指的是__________，或者是各个力的冲量的______。 2．表达式：I＝p′－p或__________________。若物体受变力作用，式中F应该理解为变力在作用时间内的______。 3．变形式：F＝(牛顿第二定律的动量形式)，表示物体动量的______等于它所受的力。 （三）　动量定理的应用 1．原理：根据动量定理，如果物体的动量发生的变化是一定的，那么作用的时间短，物体受的力就____；作用的时间长，物体受的力就____。 2．应用：易碎物品运输时要用柔软材料包装，跳高时运动员要落在软垫上，在船舷和码头悬挂一些具有弹性的物体(如旧轮胎)。 【思考与讨论】 (一)用动量定理解释生活中的现象 鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在泡沫塑料垫上，鸡蛋没被打破；第二次落在玻璃上，鸡蛋被打破，这是为什么？ 总结：对动能定理的理解 根据动量定理FΔt＝p′－p＝Δp可知： (1)Δp一定，Δt短则F大，Δt长则F小； (2)F一定，Δt短则Δp小，Δt长则Δp大； (3)Δt一定，F大则Δp大，F小则Δp小。 【思考与讨论】 如图所示，一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下保持静止状态，经过一段时间t，拉力F做的功是多少？拉力F的冲量是多大？方向如何？ 总结：对冲量的理解 1．冲量是过程量 冲量是力作用在物体上的时间累积效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。 2．冲量是矢量 在力的方向不变时，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。 3．冲量和功的比较 (1)某个力在一段时间内做的功为零时，力的冲量不为零。 (2)一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，方向一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，符号也不一定相反。 六、课堂小结 （一）核心知识点 模块 关键内容 动能定理 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；表达式；变形式；应用。 冲量 定义：力与力的作用时间的乘积；表达式；方向。 （二）方法技巧 1.矢量思维：注意矢量和标量的区别（如加减）。 2.综合运用：动能定理各种变形式可以加速理解。 1．对于力的冲量的说法，正确的是(　　) A．作用在物体上的力越大，力的冲量就越大 B．作用在物体上的力越大，力的冲量不一定大 C．力F1与作用时间t1的乘积F1t1等于力F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同 D．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t仍静止，则此推力的冲量为零 2.某质量为m的物体在推力F的作用下没有运动，经时间t后(　　) A．推力的冲量为零 B．推力的冲量为Ftcosθ C．合力的冲量为Ft D．重力的冲量为mgt 3.(多选)如图描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线。若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是(　　) 4．(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(　　) A．m(v－v0) B．mgt C．m D．m 5.篮球比赛是深受人们喜爱的体育项目，传球方式中有一种方式是通过地面传球，其简化过程如图所示，若将质量为m的篮球以速度v斜射到地面上，入射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度大小仍为v，则下列说法中正确的是(　　) A．合力对篮球的冲量大小为mv B．篮球动量的改变量为零 C．地面对篮球冲量的方向水平向左 D．篮球动量改变量的方向竖直向下 课后反思 1.你是否能通过动量定理解释许多生活中的现象，如为什么安全气囊能保护乘客。 2.在计算流体冲击力时，对微元法的应用是什么？ 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $