高一物理沖量和動(dòng)量_第二節(jié)_動(dòng)量定理人教版

1、高一物理高一物理沖量和動(dòng)量沖量和動(dòng)量 第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)量定理動(dòng)量定理人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周教學(xué)內(nèi)容第八章 動(dòng)量 第一節(jié) 沖量和動(dòng)量第二節(jié) 動(dòng)量定理二. 知識(shí)要點(diǎn)理解動(dòng)量概念及其物理意義，理解沖量概念及其物理意義，理解動(dòng)量定理意義會(huì)用動(dòng)量定理求平均沖力。三. 重點(diǎn)、難點(diǎn)解析（一）沖量1. 定義：力和力的作用時(shí)間的乘積叫沖量。定義式FtI 2. 沖量是矢量，方向由力的方向決定，若力是恒力則沖量方向與力的方向一致，若力不是恒力則由平均力確定沖量方向。3. 沖量的單位牛秒 記作sN 4. 沖量的物理意義：沖量是力 F 在時(shí)間 t 內(nèi)的積累效果。不是瞬時(shí)效果。如汽車啟動(dòng)時(shí)，為

2、了達(dá)到相同的速度，牽引力要作用一段時(shí)間。而牽引力大小不同，作用時(shí)間也不同。牽引力大，加速時(shí)間短，牽引力小，加速時(shí)間就要長(zhǎng)。沖量就是描述力在一段時(shí)間內(nèi)總的“作用”多大和方向如何。5. 力和沖量的區(qū)別，力 F 和沖量都是描述力的作用效果的物理量都是矢量。力是描Ft述瞬時(shí)作用大小，力大則物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變得快。而沖量是力在一段時(shí)間內(nèi)總的效果，不只與力的大小有關(guān)還與作用時(shí)間有關(guān)。較大的力作用較短的時(shí)間，與較小的力作用較長(zhǎng)的時(shí)間起的作用是相同的，使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變多少是相同的。沖量是過(guò)程量。6. 沖量的計(jì)算 只適合于恒力計(jì)算沖量FtI 其中 F 是幾個(gè)力的合力，即有幾個(gè)力同時(shí)作用。tFtFtFI21合若幾

3、個(gè)力作用時(shí)間不等nntFtFtFI2211（二）動(dòng)量1. 定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積叫動(dòng)量 定義式式中取地球作參考系mvP v2. 動(dòng)量是矢量，方向與瞬時(shí)速度方向相同。v3. 動(dòng)量單位：千克米/秒記作smkg/4. 物理意義：速度是狀態(tài)量，速度與質(zhì)量乘積也是狀態(tài)量。相同動(dòng)量的物體不管速度大小，質(zhì)量大小，克服相同阻力運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，即它們具有的做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的本領(lǐng)是相同的。5. 動(dòng)量與速度、動(dòng)能的區(qū)別速度是描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，只能“從它是如何運(yùn)動(dòng)”的角度來(lái)描述運(yùn)動(dòng)，不能反應(yīng)物體與外界聯(lián)系。動(dòng)量是從物體運(yùn)動(dòng)與外界的聯(lián)系即相互作用角度來(lái)描述物體是怎樣運(yùn)動(dòng)的，除了說(shuō)明它現(xiàn)在怎樣運(yùn)動(dòng)，還說(shuō)明它將來(lái)克服阻

4、力時(shí)會(huì)怎樣。動(dòng)量與動(dòng)能也不相同，動(dòng)能的大小是物體克服阻力，別的形式的能量可增加多少，如物體克服摩擦力做功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能減少多少，內(nèi)能就增加多少。而動(dòng)量減少的值與內(nèi)能增加的值不相等。動(dòng)量的改變是與外力的沖量相對(duì)應(yīng)的，動(dòng)能的變化與外力功相對(duì)應(yīng)。6. 動(dòng)量變化動(dòng)量變化是末動(dòng)量與初動(dòng)量之差，公式為它應(yīng)是矢量之差，用平行四邊12PPP形求出。如下圖，1PP 2PP P2P1P（三）動(dòng)量定理1. 表述：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化 公式：00PPmvmvItt2. 動(dòng)量定理的意義（1）力對(duì)時(shí)間的積累效果是物體的動(dòng)量發(fā)生變化的原因。沖量是與作用過(guò)程有關(guān)的物理量，作用結(jié)果使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變

5、一定的量，所以力的沖量是動(dòng)量變化（多少和方向）的原因。（2）動(dòng)量定理是矢量關(guān)系，沖量與動(dòng)量變化不只是大小相等，方向也相同，動(dòng)量變化的方向與合外力或合外力的平均力方向相同。運(yùn)算中要用矢量運(yùn)算法則（3）動(dòng)量定理的分量式利用動(dòng)量定理的分量可解一個(gè)方向上動(dòng)量變化由正交分解法可以把動(dòng)量和沖量都分解到正交的軸方向上，分解為和xy0PxP0yP0分解為和，分解為和tPtxPtyPIxIyI xtxxPPI0ytyyPPI0（4）沖力的意義由動(dòng)量定理得 叫沖力tPFF它是時(shí)間 t 內(nèi)的平均值。實(shí)際的作用力是變化幅度很大，而變化的時(shí)間很短，F(xiàn) 變化是很快的。3. 動(dòng)量定理與牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的關(guān)系由牛頓第二定律可

6、導(dǎo)出動(dòng)量定理，兩條規(guī)律都反映了外力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變之間的因果關(guān)系。但它們反映的側(cè)面不同，牛頓第二定律說(shuō)明了力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的瞬時(shí)關(guān)系，動(dòng)量定理反映了一段時(shí)間內(nèi)力作用效果與狀態(tài)改變（多少、方向）關(guān)系。動(dòng)量定理是力作用與始末狀態(tài)關(guān)系，可以不管某一時(shí)刻力的瞬時(shí)值，更適合于變力作用情況，如沖擊、碰撞、反沖運(yùn)動(dòng)等。牛頓第二定律只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)。動(dòng)量定理適用范圍要寬得多4. 應(yīng)用動(dòng)量定理的解題步驟應(yīng)用動(dòng)量定理解決的兩類題：一定已知沖量（沖力）求動(dòng)量變化；一是已知?jiǎng)恿孔兓鬀_量（沖力）。解題步驟是（1）選擇恰當(dāng)?shù)奈矬w或物體系作為研究對(duì)象。（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，從而確定所研究過(guò)程中所受各力的沖量。

7、（3）選擇正方向，確定初、末態(tài)動(dòng)量。（4）根據(jù)動(dòng)量定理列方程、求解?！镜湫屠}典型例題】例 1 關(guān)于恒力的沖量與功的關(guān)系，下列敘述正確的是（ ）A. 力做功，必有沖量（不為零） B. 力有沖量必做功C. 力不做功，必沖量為零 D. 力的沖量為 0，必不做功解：解：做功是物體在力方向有位移，看物體是否有位移，沖量是力作用一段時(shí)間看時(shí)間A、D 正確。例 2 做平拋運(yùn)動(dòng)物體，第 1 秒內(nèi)和第 2 秒內(nèi)沖量比較（ ）A. 第 2 秒沖量比第 1 秒大，方向相同B. 第 2 秒沖量與第 1 秒內(nèi)沖量大小相等，方向不同C. 第 2 秒沖量與第 1 秒內(nèi)沖量大小相等，方向相同D. 由于平拋運(yùn)動(dòng)速度大小、方向

8、隨時(shí)變化、不能確定解：解：平拋物體受重力為恒力，第 1 秒，第 2 秒內(nèi)時(shí)間相同，所以第 1 秒內(nèi)、第 2 秒內(nèi)沖量相等，C 正確。例 3 一個(gè)質(zhì)量為的鋼球以的速度向右運(yùn)動(dòng)碰到一豎直堅(jiān)硬的障礙物后彈kg1 . 0sm/0 . 6回，沿同一直線以的速度向左運(yùn)動(dòng)，碰撞前后鋼球的動(dòng)量有沒(méi)有變化？變化了多sm/0 . 6少？動(dòng)量變化的方向怎樣？v0vt解析：解析：如圖示，設(shè)鋼球初速度為碰障礙物后速度為。動(dòng)量有方向，設(shè)末速度0vtvmv（末動(dòng)量）方向?yàn)檎较颉?PPPt0mvmvtskgm/2 . 1)6(1 . 061 . 0 為正與規(guī)定正方向相同smv/60P 方向向左P例 4 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃

9、緊的彈性網(wǎng)上蹦跳，翻滾，并做各種空中動(dòng)作。一個(gè)質(zhì)量是的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面kg60m2 . 3高處，已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸時(shí)間為若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力看作m0 . 5s2 . 1恒力處理，求此力的大小（）2/10smg 解析：解析：網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力只發(fā)生在運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間內(nèi)，作用前后，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量是一定的，因此可由動(dòng)量定理求解。.Fmg以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，取運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)作用的這段時(shí)間。運(yùn)動(dòng)員受兩個(gè)力，網(wǎng)的支持力 F 和重力，取向上為正，觸網(wǎng)前速度為離網(wǎng)時(shí)速度為1v2v 12)(mvmvtmgF 112ghv 222ghv 代入已知數(shù)、

10、求得1h2httvvmmgF)(122 . 1)810(601060N3105 . 1例 5 如圖所示，水平地面上有兩個(gè)物塊 A 和 B，它們的質(zhì)量分別為，kgmA2。它們與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為?，F(xiàn)物塊 A 以某一初速度滑行一段距kgmB102. 0離后，與靜止的滑塊 B 發(fā)生正碰，此后各自滑行一段距離后停下來(lái)。AB 運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間分別為，其碰撞時(shí)間可忽略不計(jì)。試求物塊 A 的初速度是多少（stA13stB15）2/10smg v0AB解析：解析：物塊 AB 在運(yùn)動(dòng)中受力已知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間已知，末狀態(tài)已知，由動(dòng)量定理可求出初狀態(tài)。取 AB 兩個(gè)為研究對(duì)象，豎直方向合力為零，在水平方向用動(dòng)量定理，

11、取初速度方向?yàn)檎?0)(vmtftfIABBAA BBAAAtftfvm0gmfAA gmfBB代入得 )(0BABAtmmtgvsm/1 . 4)152113(1002. 0【模擬試題模擬試題】1. 一恒力 F 與水平方向成角，作用在質(zhì)量為的物體上，作用時(shí)間為 ，力 F 的沖量mt為（ ）FA. B. C. D. FtmgttFcostFmg)sin(2. 關(guān)于物體的動(dòng)量，下列敘述正確的是（ ）A. 動(dòng)量越大，物體的慣性越大 B. 同一物體動(dòng)量越大，其速度越大C. 物體的動(dòng)量越大，其受到的作用力的沖量越大D. 動(dòng)量方向一定沿物體的運(yùn)動(dòng)方向3. 重 100N 的物體靜止在水平面上，物體與地面

12、間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.4，現(xiàn)用水平推力作用于物體上，在內(nèi)，物體受到合力的沖量大小為（ ）NF30s2A. B. C. D. 0sN 80sN 60sN 204. 如圖示，木塊 A 和 B 疊放在水平面上，輕推木塊 A，B 會(huì)與 A 一起運(yùn)動(dòng)，猛擊 A 時(shí)，B 則不能與 A 一起運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明（ ）ABA. 輕推 A 時(shí)，A 對(duì) B 沖量小 B. 輕推 A 時(shí)，A 對(duì) B 的沖量大C. 猛擊 A 時(shí)，A 對(duì) B 的沖量大 D. 猛擊 A 時(shí)，A 對(duì) B 的沖量小5. 如圖所示，物體 A 和 B 用輕繩相連，掛在彈簧下靜止不動(dòng)，A、B 的質(zhì)量分別為和m。當(dāng)連接 A、B 的輕繩突然斷開后，物體 A 上升

13、經(jīng)某一位置時(shí)的速度為，此時(shí)物體 BMv下落速度大小為，那么這段時(shí)間里彈簧的彈力沖量大小為（ ）uABA. B. C. D. mvMumv Mumv )(uvm6. 如圖所示，質(zhì)量為 M 的小車在光滑的水平面上，以速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為0v的小球從高為處自由下落，與小車碰撞后，反彈上升的高度也為。設(shè)，碰mhhmM 撞時(shí)的彈力，球與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小球彈起后的水平速度可能為（ mgN ）v0h0A. B. C. D. gh20gh220v7. 質(zhì)量為的小球在光滑水平面上以的速度運(yùn)動(dòng)，用木棒擊打后，小球以kg4 . 0sm/10的速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，則小球動(dòng)量變化大小為 ，方向?yàn)?。sm/

14、15smkg/8. 物體在水平恒力作用下，沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示。比較第內(nèi)，tv s1第內(nèi)，第內(nèi)三段時(shí)間中 內(nèi)物體受到阻力最大， 內(nèi)合力沖量最大， s2s3ss內(nèi)合力沖量最小。s86420123v/ms-1t/s9. 一個(gè)質(zhì)量為的物體豎直向上拋出后，測(cè)得物體從開始拋出到落回原點(diǎn)的總時(shí)間為 ，mt空氣阻大小恒為，在時(shí)間 內(nèi)物體受到?jīng)_量比 （填“大”、“小”“相等”）ftmgt10. 質(zhì)量的撐桿跳運(yùn)動(dòng)員從高處落到海綿墊上，經(jīng)后停止，kgm70mh0 . 5st11則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力大小為 N。如果是落到普通砂坑中，經(jīng)停下，st1 . 02砂坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力為 N。（）2/10smg 11. 如圖所示，放在光滑水平地面上的物體 AB 之間用一段輕繩連接，繩長(zhǎng)。兩物體m1質(zhì)量分別為，?，F(xiàn)用大小為的水平恒力拉物體 A，再帶動(dòng) B 一kgmA4kgmB16N8起運(yùn)動(dòng)，末兩物體速度為 。s4sm/BAF12. 如圖所示，ABC 是一半徑為 R 的圓弧軌道。質(zhì)量為的物體從 A 端由靜止沿光滑41m軌道滑下，經(jīng)時(shí)間 到達(dá)圓弧底端，速度大小為，求物體圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)中軌道支持力的tv沖量是多大？ABCOR13. 一根質(zhì)量不計(jì)長(zhǎng)的