全國通用版高中物理第十六章動量守恒定律第2節(jié)動量和動量定理課件新人教版選修3_5

1、選修35 人教版第十六章動量守恒定律第二節(jié)動量和動量走理。學(xué)習(xí)目標(biāo)k.理解動量和沖量的概念，知道動量和沖量是矢量知道動量的變化也是矢量，會正確計算一維的動量變化探 掌握動量定理，并會應(yīng)用它解決實際問題E）知識導(dǎo)圖1一課前預(yù)習(xí)2課探究3素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)5一課時作業(yè)知識點1動量1-定義運動物體的質(zhì)量和它的速度2.表達(dá)式p =： mv3.單位千克米每秒,符號ms_i4.方向動量是矢量，它的方向與 速度的的乘積叫做物體的動量。方向相同。動量的變化量1. 動量的變化因%p=nw,是矢量，只要加的大小，e的大小和e的方向三者中任何一個 發(fā)生了變化,動量p就發(fā)生變化。2. 動量的變化量定義：物體在某段時間

2、內(nèi)末動量與初動量的矢量差（也是矢 量），Ap= P一P 。Ap =pf p ,此式為矢量式，若p，、p不在同一直線上時，要用 平行四邊形 定則（或矢量三角形定則）求矢量差,若在同一直線上，先規(guī)定正方 向，再用正、負(fù)表示卩、p,可用w=p'p=進(jìn)銜代數(shù)運算求知識點3沖量1-定義力與力的作用時間的乘積叫力的沖量。2.表達(dá)式3.方向沖量是矢量，沖量的方向與 力的方向一致,沖量的方向跟動量變化 的方向一致。4.沖量的單位在國際單位制中是“牛頓秒”,符號“ Ns ”動量定理1. 內(nèi)容物體在一個過程始末動量的變化量 等于它在這個過程中所受力 的 沖量。2. 表達(dá)式mvfmv=F(tft) 或 pf

3、p=I3. 動量定理的應(yīng)用碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，要增大這種沖擊力就要設(shè)法理沖擊力的作用 時間。要防止沖擊力帶來的危害，就要減小沖擊力，設(shè)法 延長 其作用時 間。預(yù)習(xí)反饋判一判(1) 動量大的物體慣性一定大。(X )(2) 物體的動量相同，其動能一定也相同。(X )(3) 做直線運動的物體速度增大時，動量的變化量妙的方向與運動方向相同。(° )(4) 沖量是矢量，其方向與恒力的方向相同。(7 )(5) 力越大，力對物體的沖量越大。(6) 若物體在一段時間內(nèi)，其動量發(fā)生了變化，則物體在這段時間內(nèi)的合 力一定不為零。選一選（山東省壽光實驗中學(xué)20162017學(xué)年高二下學(xué)期檢測）如圖所示，籃球

4、運動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速LT引至胸前，這樣做可以A減小球的動量的變化量B.減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量C.減小球的動量變化率接球動作(C )D.延長接球過程的時間來減小動量的變化量解析：籃球的動量變化量一定，所以球?qū)κ值臎_量也一定，A. B. D錯誤；由動量定理=可知&增大，減小了球的動量變化率，C正確。壯想一想雞蛋從一米多高的地方自由落到地板上，肯定會被 打破?，F(xiàn)在，在地板上放一塊厚泡沫塑料墊，讓雞蛋從同 一高度自由落下，使雞蛋落到泡沫塑料墊上，看雞蛋會不 會被打破，思考其中的道理。解析：雞蛋落地動量變化AP定，雞蛋落到塑料墊上時，作用時間山變

5、 大，根據(jù)動量定理=可知雞蛋所受的撞擊力減小，所以雞蛋不會破。探究一對動量的理解如圖所示，運動員揮拍將質(zhì)量為加的網(wǎng)球擊出。 如果網(wǎng)球被拍子擊打前、后瞬間速度的大小均為e, 請思考：網(wǎng)球動量的變化量是零嗎？提示：不是。動量是矢量，其變化量為2/W。1.動量的性質(zhì) (1)瞬時性求動量時要明確是哪一物體在哪一狀態(tài)(時刻)的動量，p=mv中的速度e是瞬時速度。(2)矢量性動量的方向與物體的瞬時速度的方向相同，有關(guān)動量的運算，如果物體在一條直線上運動，則選定一個正方向后，動量的矢量運算就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)運 算了。(3)相對性指物體的動量與參考系的選擇有關(guān)，選不同的參考系時，同一物體的動量可能不同，通常在不

6、說明參考系的情況下，物體的動量是指物體相對地面的動量。2.動量與速度、動能的區(qū)別和聯(lián)系 (1)動量與速度 a.區(qū)別：速度描述物體運動的快慢和方向；動量在描述物體運動方面更進(jìn)步，更能體現(xiàn)運動物體的作用效果。b.聯(lián)系：動量和速度都是描述物體運動狀態(tài)的物理量，都是矢量，動量的方向與速度方向相同，p=mvo(2)動量和動能的比較動量動能物理意義描述機(jī)械運動狀態(tài)的物理量定義式p=mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量變化決定因素?fù)Q算關(guān)系物體所受沖量外力所做的功2 p=<2mEk，Ek=特別提醒：動量是矢量，比較兩個物體的動量時，不能僅比較大小，妙廖° 比較方向，只有大小相等、方向相同的兩個動量才能相等。黨

7、琴康A(chǔ)典例12017年3月23日，世界杯預(yù)選賽在北京舉行，中國隊以1：0力克10m/s3m/s©乙韓國隊，比賽中，一足球運動員踢一個質(zhì)量為04kg的足球。若開始時足球的速度是4m/s,方向向右，踢球后，球的速度為10m/s, 方向仍向右（如圖甲），則足球的初動量=l6kgm/s ,方向向右，足球的末動量W= 4kgm/s ,方向 向右；在這一過程中足球動量的改 變量Ap =24k疔m/s,方向 向右。（2）若足球以10m/s的速度撞向球門門柱，然后以3m/s速度反向彈回（如圖 乙），則這一過程中足球的動量改變量是 5.2kgm/s ,方向 向左：動 能改變量是182J。解題指導(dǎo)：（1

8、）切記動量是矢量，其方向與速度方向相同。（2）動量的變化量p是矢量式，當(dāng)p，、p在同一直線上時，可規(guī)定正方向，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。 解析：(1)取向右為正方向，初、末動量分別為 p =mv=0.4 X 4kg*m/s=1.6kg*m/s,方向向右 p' =mv' = 0.4X 10kg*m/s=4kg,m/s,方向向右 動量的改變量為g=p" p=2.4kgm/s,方向向右。(2)取向右為正方向，初、末動量分別為p 1=mv9 = 0.4 X 10kg*m/s=4kgm/s,方向向右 P2=mvH =0.4X(3)kg-m/s = 1 2kgm/s、方向向左,=

9、”2Pi=52kgm/s,負(fù)號表示方向向左。動量的改變量為W（:對點訓(xùn)練7（遼寧省大連市第二十四中學(xué)20172018學(xué)年高一下學(xué)期期中）一個力作用在一物體上，下列敘述中正確的是A. 若力對物體做的功為零，則物體的動量變化量一定為零B. 若力的沖量為零，則物體的動能變化量一定為零C. 物體動量變化量的方向不可能與末動量方向相同D. 物體動量變化量的方向不可能與末動量方向垂直解析：合外力做功為零動能不變，但合外力的沖量不一定為零，則動量的 變化不一定為零，如勻速圓周運動，其合力做功為零，但其動量始終在變化， 故A錯誤；物體所受的合外力的沖量為零，則動量變化一定為零，即物體的速 度不變，故動能不變，

10、所以動能的變化量一定為零，故B正確；物體動量變化 量的方向可能與末動量方向相同，比如做勻加速直線運動的物體，故C錯誤； 物體動量變化量的方向可能與末動量方向垂直，比如做斜上拋運動到最高點， 末動量的方向在水平方向，動量的變化量在豎直方向上，故D錯誤。探究二對沖量的理解S思考討論初2U 1 kao liHi lun如圖所示，一個小孩沿水平方向用最大的力F推靜止在水平地面上的小汽車，但推了很久時間t都無 法使它運動，就這個問題兩個同學(xué)展開討論。甲同學(xué)說：汽車沒動是因為小孩給汽車的推力的沖量為零。提示：小孩給汽車的推力的沖量大小為乙同學(xué)說：小孩給汽車的推力的沖量不為零，汽車沒動是因為它所受的合 力的

11、沖量為零。誰說得對？汽車沒動說明它所受的合力為零，故其合外力的沖量為零。歸納總結(jié):ni ni zong jie 1-對沖量的理解(1)沖量是過程量：沖量描述的是作用在物體上的力對時間的積累效應(yīng)，與 某一過程相對應(yīng)。(2)沖量的矢量性：沖量是矢量，在作用時間內(nèi)力的方向不變時，沖量的方向與力的方向相同，如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時間內(nèi)物體 動量變化量的方向相同具有絕對性。(3)沖量的絕對性：沖量僅由力和時間兩個因素決定,特別提醒：(1)沖量是矢量，求沖量的大小時一定要注意是力與其對應(yīng)的時 間的乘積。(2)判斷兩個力的沖量是否相同，必須滿足沖量的大小和方向都相同，缺一不可。D典例剖析:

12、.iiin li pun .xiA典例2如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體沿傾角為30° ,高為5m的光滑斜面由靜止從頂端下滑到底端的過程中，g取10m/s2,求:(1) 重力的沖量；(2) 支持力的沖量;(3) 合力的沖量。根據(jù)公式解題指導(dǎo):分析物體的 受力情況確定各力大小、方向確定物體 運動時間求各力及合力的沖量解析：由于物體下滑過程中各個力均為恒力，所以只要求出物體下滑的時 間，便可以用公式UZ逐個求解。由牛頓第二定律得r=叱理 =gsi盼 5m/s2重力的沖量為/G=2X10X2N-s=40N-s,方向豎直向下。 支持力的沖量為/N=Nt=/wg cos旳=20書 N-s,方向垂直

13、于斜面向上。 合力的沖量為7合=F合=mgsinO't=20N*s,方向沿斜面向下答案：(l)40N-s,方向豎直向下(2) 20書Ns,方向垂直于斜面向上(3) 20N-s,方向沿斜面向下，對點訓(xùn)練2 關(guān)于沖量，下列說法正確的是A. 沖量是物體動量變化的原因B. 作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零C. 動量越大的物體受到的沖量越大D. 沖量的方向就是物體運動的方向解析：力作用一段時間便有了沖量，而力作用一段時間后，物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，物體的動量也發(fā)生了變化，因此說沖量使物體的動量發(fā)生了變 化，A選項正確；只要有力作用在物體上，經(jīng)歷一段時間，這個力便有了沖量/ = Ft,與物體

14、處于什么狀態(tài)無關(guān)，物體運動狀態(tài)的變化情況，是所有作用在物 體上的力共同產(chǎn)生的效果，所以B選項不正確；物體所受沖量Z =刊與物體動量的大/Jv = mv無關(guān)，C選項不正確；沖量的方向與物體運動的方向無關(guān)，故D選 項不正確。探究三 對動量定理的理解和應(yīng)用思考討論:i kao tao Inn .3從高處跳到低處時，為了安全，一般都要屈腿（如圖所示），這樣做是為了什么？間，依動量定理可知，這樣就減小了地面對人的沖力。提示：人落地動量變化一定，屈腿下蹲延緩了人落地時動量變化所用的時1.對動量定理的理解(1) 動量定理反映了合外力的沖量是動量變化的原因。(2) 動量定理的表達(dá)式是矢量式，它說明合外力的沖量

15、跟物體動量變化量不 僅大小相等，而且方向相同。運用動量定理主要是一維的問題，要注意正方向的規(guī)定。(3) 動量的變化率和動量的變化量由動量定理可以得出它說明動量的變化率決定于物體所受的合外力。而由動量定理7=V知動量的變化量決定于合外力的沖量，它不僅與物體的受力有關(guān)，還與力的作用時間有關(guān)。應(yīng)用7=Ap求變力的沖量o 如果物體受到大小.方向不變的力的作用，既可以應(yīng)用F&求力的沖量，也可以應(yīng)用物體動量改變V的大小和方向來替代力的沖量。如果物體受到大小、方向改變的力的作用，則不能直接用求變力的沖量，這時可以求在該力沖量作用下物體動量改變V的大小和方向，替代變力的 沖量。3.應(yīng)用動量定理解題的一

16、般步驟a. 選定研究對象，明確運動過程。b. 進(jìn)行受力分析和運動的初、末狀態(tài)分析。c. 選定正方向，根據(jù)動量定理列方程求解。丄典例剖析:.inn li |h)u x A典例3用05kg的鐵錘把釘子釘進(jìn)木頭里，打擊時鐵錘的速度r=4.0m/s,如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?,打擊的作 用時間是001s，那么：(1)不計鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多 大？(2)考慮鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大？仗取10m/s2) (3)比較(1)和(2),討論是否要計鐵錘的重力。解題指導(dǎo)：選取研究對象受力分析一動量定理列方程求解、討解析：（1）以鐵錘為研究對象，不計重力時，只受釘子的作用力，

17、方向豎直向上，設(shè)為Fi，取豎直向上為正，由動量定理可得耐=0咖所以F嚴(yán)一"需N=200N,方向豎直向上。由牛頓第三定律和鐵錘釘釘子的作用力為200N,方向豎直向下。若考慮重力，設(shè)此時受釘子的作用力為八，對鐵錘應(yīng)用動量定理，取豎 直向上為正。(F2+mg)t=0mv(矢量式)F 2=-5X(-4.0)oiN-0.5X (- 10)N=205N,方向豎直向上。由牛頓第三定律知，此時鐵錘釘釘子的作用力為205N,方向豎直向下IF2Fil(3)比較Fi與”，其相對誤差為 X100% =2.5%,可見本題中重力的影響可忽略。答案：(l)200N,方向豎直向下(2)205N,方向豎直向下見解析，

18、（對點訓(xùn)練3（河北省唐山市2017201學(xué)年高三上學(xué)期期末）1998年6月18日，清華大學(xué)對富康轎車成功地進(jìn)行了中國轎車史上的第一次碰撞安全性實驗，成為“中華第一撞”，從此,我國汽車整體安全性碰撞實驗開始與國際接軌,在碰撞過程中，關(guān)于安全氣囊的保護(hù)作用認(rèn)識正確的是A.安全氣囊的作用減小了駕駛員的動量變化B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量C.安全氣囊主要是減小了駕駛員的動量變化率D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時間，從而使得動量變化更大解析：在碰撞過程中，人的動量的變化量是一定的，而用安全氣囊后增加 了作用的時間，根據(jù)動量定理Ft-XP可知，可以減小駕駛員受到的沖擊力，即 是減小了駕駛員的動量變化率，故選C。動童走理分童式的應(yīng)用技巧根據(jù)力與運動的獨立性原理，動量定理也可記為Fyt=pyO即某 一方向上的力的沖量只能引起這個方向上的動量變化，而不引起其他方向的動 量變化。案例(2016北京理綜，24)動量定理可以表示為Ap=FA6其中動量p和力F都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的心y兩個方向