(新教材)20版物理人教版高二上選擇性必修第一冊(cè)學(xué)案：主題11動(dòng)量2動(dòng)量定理含解析

1、1 動(dòng)量2 動(dòng)量定理學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道動(dòng)量的概念，知道動(dòng)量和動(dòng)量變化量均為矢量，會(huì)計(jì)算維情況下的動(dòng)量變化量.（重點(diǎn)）2.知道沖量的概念,知道沖量是矢量.（重點(diǎn)）4會(huì)用動(dòng)量定理解釋碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象.（難點(diǎn)）知識(shí)點(diǎn)一|動(dòng)量及動(dòng)量的變化量-O 基礎(chǔ)初探 o-先填空1. 動(dòng)量（1）定義物體的質(zhì)量與速度的乘積，即 p= mv .單位動(dòng)量的國際制單位是千克米每秒，符號(hào)是kg m/s.（3）方向動(dòng)量是矢量，它的方向與速度的方向相同.3知道動(dòng)量定理的確切含義，掌握其表達(dá)式.（重點(diǎn)、難點(diǎn)）加圧牛過傑竝牢的功出 變比董紳十它在這車過卅中 所覺力的沖It親達(dá)式I- p彳知識(shí)脈絡(luò)一展込式P4_5_m,.邁-；刑

2、件譚廳冋F Ml級(jí)母麗的ffm閭林利 去進(jìn)式T.F=w-訓(xùn)T 7! J OililjJJtllH2. 動(dòng)量的變化量（1）定義：物體在某段時(shí)間內(nèi)末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差（也是矢量），耶=p-p（矢量式）（2）動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的矢量運(yùn)算：選定一個(gè)正方向，動(dòng)量、動(dòng)量的變化量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算（此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅表示方向，不表示大?。?再判斷1 .動(dòng)量的方向與物體的速度方向相同.（V）2.物體的質(zhì)量越大，動(dòng)量一定越大.（X）3.物體的動(dòng)量相同，其動(dòng)能一定也相同.（X）后思考1.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量是否變化？【提示】 變化.動(dòng)量是矢量，方向與速度方向相同，

3、物體做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)時(shí)，速度大小不變，方向時(shí)刻變化，其動(dòng)量發(fā)生變化.2.在一維運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)量正負(fù)的含義是什么？【提示】 正負(fù)號(hào)僅表示方向，不表示大小.正號(hào)表示動(dòng)量的方向與規(guī)定的正方向相同；負(fù)號(hào)表示動(dòng)量的方向與規(guī)定的正方向相反.-O 核曲突破 0-合作探討如圖所示，質(zhì)量為 m，速度為 v 的小球與擋板發(fā)生碰撞，碰后以大小不變的速度反向彈回.探討 1:小球碰撞擋板前后的動(dòng)量是否相同？【提示】 不相同.碰撞前后小球的動(dòng)量大小相等，方向相反.探討 2:小球碰撞擋板前后的動(dòng)能是否相同？【提示】 相同.探討 3:小球碰撞擋板過程中動(dòng)量變化量大小是多少？【提示】 2mv.核心點(diǎn)擊1.對(duì)動(dòng)量的認(rèn)識(shí)（1）瞬時(shí)性：

4、通常說物體的動(dòng)量是物體在某一時(shí)刻或某一位置的動(dòng)量，動(dòng)量 的大小可用 p= mv 表示.C .物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量為零（2）矢量性：動(dòng)量的方向與物體的瞬時(shí)速度的方向相同.（3）相對(duì)性： 因物體的速度與參考系的選取有關(guān)， 故物體的動(dòng)量也與參考系 的選取有關(guān).2.動(dòng)量的變化量是矢量，其表達(dá)式Ap= P2- pi為矢量式，運(yùn)算遵循平行四邊形定則，當(dāng) P2、 pi在同一條直線上時(shí)，可規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.3.動(dòng)量和動(dòng)能的區(qū)別與聯(lián)系物理量動(dòng)量動(dòng)能區(qū)別標(biāo)矢性矢量標(biāo)量大小p=mvE12Ekqmv變化情況v 變化，p 一定變化v 變化，AEk可能為零聯(lián)系pQ2mEk，Ek-2m0 題

5、組沖關(guān)。1. 侈選）關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說法正確的是（）A .動(dòng)量大的物體，慣性不一定大B .動(dòng)量大的物體，運(yùn)動(dòng)一定快C .動(dòng)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)方向一定相同D .動(dòng)量相同的物體，動(dòng)能也一定相同解析：物體的動(dòng)量是由速度和質(zhì)量兩個(gè)因素決定的.動(dòng)量大的物體質(zhì)量不一定大，慣性也不一定大，A 對(duì)；同樣，動(dòng)量大的物體速度也不一定大，B 也錯(cuò)； 動(dòng)量相同指的是動(dòng)量的大小和方向均相同，而動(dòng)量的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向， 故動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向一定相同，C 對(duì)；由動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系 p= , 2mEk可 知，只有質(zhì)量相同的物體動(dòng)量相同時(shí)，動(dòng)能才相同，故 D 錯(cuò).答案：AC2. （多選）關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說法中正

6、確的是（）A.做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量 y 與速度的方向相同 B .做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量 巾與運(yùn)動(dòng)的方向相反D 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量Ap 一般不為零解析：當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，其末動(dòng)量 P2大于初動(dòng)量 pi,由矢 量的運(yùn)算法則可知Ap=P2-pi0,與速度方向相同，如圖甲所示,選項(xiàng) A 正確； 當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，Ap=p2-piv0,即 P2Vpi,如圖乙所示，此 時(shí)Ap 與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，選項(xiàng) B 正確；當(dāng)物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量可 能不變化，即Ap = 0,也有可能動(dòng)量大小不變而方向變化，此種情況ApM0,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；物

7、體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向不斷變化，故動(dòng)量不斷變化，Ap 般不為零,如圖丙所示,選項(xiàng) D 正確故選 A、B、D.甲乙丙答案：ABD3 羽毛球是速度最快的球類運(yùn)動(dòng)之一，我國運(yùn)動(dòng)員林丹某次扣殺羽毛球的 速度為 342 km/h，假設(shè)球的速度為 90 km/h，林丹將球以 342 km/h 的速度反向 擊回設(shè)羽毛球質(zhì)量為 5 g,試求：(1) 林丹擊球過程中羽毛球的動(dòng)量變化量；(2) 在林丹的這次扣殺中，羽毛球的速度變化、動(dòng)能變化各是多少？解析：(1)以球飛回的方向?yàn)檎较颍?Upi =mvi = 5X103x3-6 kgm/s=0.125 kg m/s3342p2=mv2 =5x10 x36 k

8、gm/s=0.475 kgm/s所以羽毛球的動(dòng)量變化量為Ap=p2 p1 =0.475 kgm/s(0.125 kgm/s)=0.600 kgm/s即羽毛球的動(dòng)量變化大小為 0.600 kg m/s,方向與羽毛球飛回的方向相同.(2) 羽毛球的初速度為 V1= 25 m/s羽毛球的末速度為 V2= 95 m/s所以Av = V2V1= 95 m/s ( 25 m/s)= 120 m/s羽毛球的初動(dòng)能：Ek=qmv2=qX5X103X(25)2J=1.56 J羽毛球的末動(dòng)能：1 1Ezk =qmv2 =qX5X103X952J=22.56 J所以 AEk= Ek Ek= 21 J.答案：(1)0

9、.600 kg m/s 方向與羽毛球飛回的方向相同(2)120 m/s(1) 動(dòng)量 p= mv,大小由 m 和 v 共同決定.(2) 動(dòng)量 p 和動(dòng)量的變化 y 均為矢量，計(jì)算時(shí)要注意其方向性.(3) 動(dòng)能是標(biāo)量，動(dòng)能的變化量等于末動(dòng)能與初動(dòng)能大小之差.(4) 物體的動(dòng)量變化時(shí)動(dòng)能不一定變化，動(dòng)能變化時(shí)動(dòng)量一定變化.H_H知識(shí)點(diǎn)二 I 沖量和動(dòng)量定理-O 基礎(chǔ)初探 O-先填空1. 沖量定義:力與力的作用時(shí)間的乘積 公式j(luò) =F(-o沖量單位：牛頓秒符號(hào)是矢量性:方向與力的方向相同f 物理意義:反映力的作用燈時(shí)間的積累效應(yīng)2. 動(dòng)量定理(1) 內(nèi)容： 物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過

10、程中所受力的 沖量.(2) 表達(dá)式： mvmv = F(t t)或 p p= I .再判斷1. 沖量是矢量，其方向與力的方向相同.2. 力越大，力對(duì)物體的沖量越大.3若物體在一段時(shí)間內(nèi)，其動(dòng)量發(fā)生了變化，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的合外 力一定不為零.(V)21 J(V)(X)后思考在跳高比賽時(shí)，在運(yùn)動(dòng)員落地處為什么要放很厚的海綿墊子？【提示】 跳過橫桿后，落地時(shí)速度較大人落到海綿墊子上時(shí)，可經(jīng)過 較長的時(shí)間使速度減小到零，在動(dòng)量變化相同的情況下，人受到的沖力減小， 對(duì)運(yùn)動(dòng)員起到保護(hù)作用.-O 核修突破 O-合作探討如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 m 的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩的水平面上運(yùn)動(dòng)，受 到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方

11、向相同的恒力 F 作用，經(jīng)過時(shí)間 t，速度由 v 增加到 v探討 1:在時(shí)間 t 內(nèi)拉力 F 的沖量和合外力的沖量各是多大？【提示】 Ft (F 卩 mgt.探討 2:在此過程中，物體動(dòng)量的變化量是多大？【提示】 mv mv.探討 3:恒力 F 的沖量與物體動(dòng)量的變化量相等嗎？【提示】 不相等合外力的沖量(F 卩 mgt 與動(dòng)量的變化量才相等.核心點(diǎn)擊1. 沖量的理解(1) 沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時(shí)間積累效應(yīng)，求沖量時(shí) 一定要明確所求的是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量.(2) 沖量是矢量，沖量的方向與力的方向相同.2. 沖量的計(jì)算(1) 求某個(gè)恒力的沖量：用該力和力的作用時(shí)間的

12、乘積.(2) 求合沖量的兩種方法：可分別求每一個(gè)力的沖量，再求各沖量的矢量和；另外，如果各個(gè)力的作 用時(shí)間相同，也可以先求合力，再用公式I合二 F合蟲求解.(3) 求變力的沖量:1若力與時(shí)間成線性關(guān)系變化，則可用平均力求變力的沖量.2若給出了力隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，可用面積法求變力的沖量.3利用動(dòng)量定理求解.3.動(dòng)量定理的理解(1) 動(dòng)量定理的表達(dá)式 mv - mv = F 毗矢量式，等號(hào)包含了大小相等、方 向相同兩方面的含義.(2) 動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因.(3) 公式中的 F 是物體所受的合外力，若合外力是變力，則F 應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.4.動(dòng)量定理的應(yīng)

13、用(1) 定性分析有關(guān)現(xiàn)象：1物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大；力的作用時(shí) 間越長，力就越小.2作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長，動(dòng)量變化量越大；力的作用時(shí)間越 短，動(dòng)量變化量越小.(2) 應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟：1選定研究對(duì)象，明確運(yùn)動(dòng)過程.2進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)分析.3選定正方向，根據(jù)動(dòng)量定理列方程求解.-0 題組沖關(guān) 0-4.(多選)恒力F作用在質(zhì)量為 m 的物體上，如圖所示，由于地面對(duì)物體的 摩擦力較大，沒有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間 t,下列說法正確的是()A .拉力 F 對(duì)物體的沖量大小為零B .拉力 F 對(duì)物體的沖量大小為 FtC .拉力 F 對(duì)物體的沖量

14、大小是 Ftcos9D .合力對(duì)物體的沖量大小為零解析：對(duì)沖量的計(jì)算一定要分清求的是哪個(gè)力的沖量 ，是某一個(gè)力的沖量、 是合力的沖量、是分力的沖量還是某一個(gè)方向上力的沖量 ，某一個(gè)力的沖量與 另一個(gè)力的沖量無關(guān)，故拉力 F 的沖量為 Ft, A、C 錯(cuò)誤，B 正確；物體處于靜 止?fàn)顟B(tài)，合力為零，合力的沖量為零，D 正確.答案：BD5 人們常說“滴水穿石”，請(qǐng)你根據(jù)下面所提供的信息，估算水對(duì)石頭的 沖擊力的大小一瀑布落差為 h= 20 m，水流量為 Q= 0.10 m3/s,水的密度p=1.0X103kg/m3，水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零.(落在石頭上的 水立即流走，在討論石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考慮水的重力，g 取 10 m/s2)1解析：設(shè)水滴下落與石頭碰前速度為 v，則有 mgh = qmv2設(shè)時(shí)間At 內(nèi)有質(zhì)量為Am 的水沖到石頭上，石頭對(duì)水的作用力為 F，由動(dòng) 量