人教版(新教材)高中物理選擇性必修1學(xué)案21 1-1 2 動(dòng)量 動(dòng)量定理

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊(cè)PAGEPAGE11.1-1.2動(dòng)量動(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)算一維情況下的動(dòng)量變化量．2.知道沖量的概念，知道沖量是矢量．3.知道動(dòng)量定理的確切含義，掌握其表達(dá)式．4.會(huì)用動(dòng)量定理解釋碰撞、緩沖等生活中的現(xiàn)象．知識(shí)點(diǎn)一動(dòng)量及動(dòng)量的變化量〖知識(shí)梳理〗1．動(dòng)量(1)定義物體的質(zhì)量與速度的乘積，即p＝mv．(2)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．2．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)，Δp＝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，不表示大小)．〖要點(diǎn)剖析〗1．對(duì)動(dòng)量的認(rèn)識(shí)(1)瞬時(shí)性：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．(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Δp＝p2－p1為矢量式，運(yùn)算遵循平行四邊形定則，當(dāng)p2、p1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＝mvEk＝eq\f(1,2)mv2變化情況v變化，p一定變化v變化，ΔEk可能為零聯(lián)系p＝eq\r(2mEk)，Ek＝eq\f(p2,2m)〖典例精析〗例1．(多選)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)能也一定相同例2．(多選)關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說法中正確的是()A．做直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量Δp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Δp與運(yùn)動(dòng)的方向相反C．物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量Δp為零D．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量Δp一般不為零例3．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342km/h，假設(shè)球的速度為90km/h，林丹將球以342km/h的速度反向擊回．設(shè)羽毛球質(zhì)量為5(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？〖?xì)w納總結(jié)〗(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Δp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．知識(shí)點(diǎn)二沖量和動(dòng)量定理〖知識(shí)梳理〗1．沖量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)過程中所受力的沖量．(2)表達(dá)式：mv′－mv＝F(t′－t)或p′－p＝I．〖要點(diǎn)剖析〗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＝F合Δt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·Δt是矢量式，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)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?。?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．〖典例精析〗例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)物體的沖量大小是Ftcosθ D．合力對(duì)物體的沖量大小為零例5．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?。黄俨悸洳顬閔＝20m，水流量為Q＝0.10m3/s，水的密度ρ＝1.0×103kg/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〖?xì)w納總結(jié)〗動(dòng)量定理應(yīng)用的三點(diǎn)提醒(1)若物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受的力不是同時(shí)的，可將受力情況分成若干階段來解，也可當(dāng)成一個(gè)全過程來求解．(2)在用動(dòng)量定理解題時(shí)，一定要認(rèn)真進(jìn)行受力分析，不可有遺漏，比如漏掉物體的重力．(3)列方程時(shí)一定要先選定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算．〖課堂達(dá)標(biāo)〗1.（多選）一物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，下列說法正確的是（）

A.所受的合外力一定發(fā)生變化B.所受合外力的沖量一定不是零

C.物體的速度一定發(fā)生變化D.物體的動(dòng)能一定發(fā)生變化2.關(guān)于沖量，下列說法中正確的是（）

A.沖量是物體動(dòng)量變化的原因B.作用在靜止的物體上力的沖量一定為零

C.動(dòng)量越大的物體受到的沖量越大D.沖量的方向就是物體受力的方向

3.用的鐵錘把道釘打進(jìn)木塊中，打擊前鐵錘的速度是，打擊后鐵錘以的速度跳起，鐵錘和道釘接觸的時(shí)間是。求打擊時(shí)的平均作用力。4.滑塊和（質(zhì)量分別為和）用輕細(xì)線連接在一起后放在水平桌面上，水平恒力作用在上，使、一起由靜止開始沿水平桌面滑動(dòng)，如圖。已知滑塊、與水平面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均為，在力作用時(shí)間后，、間連線突然斷開，此后力仍作用于。試求：滑塊剛好停住時(shí)，滑塊的速度多大？

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖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＝eq\r(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〗AC例2.〖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p1，由矢量的運(yùn)算法則可知Δp＝p2－p1＞0，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)，Δp＝p2－p1＜0，即p2＜p1，如圖乙所示，此時(shí)Δp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Δp＝0，也有可能動(dòng)量大小不變而方向變化，此種情況Δp≠0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向不斷變化，故動(dòng)量不斷變化，Δp一般不為零，如圖丙所示，選項(xiàng)D正確．故選A、B、D.甲乙丙〖答案〗ABD例3.〖解析〗(1)以球飛回的方向?yàn)檎较颍瑒tp1＝mv1＝－5×10－3×eq\f(90,3.6)kg·m/s＝－0.125kg·p2＝mv2＝5×10－3×eq\f(342,3.6)kg·m/s＝0.475kg·m/s所以羽毛球的動(dòng)量變化量為Δp＝p2－p1＝0.475kg·m/s－(－0.125kg·m/s)＝0.600即羽毛球的動(dòng)量變化大小為0.600kg·m/s，(2)羽毛球的初速度為v1＝－25m羽毛球的末速度為v2＝95m所以Δv＝v2－v1＝95m/s－(－25m/s)＝羽毛球的初動(dòng)能：Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×5×10－3×(－25)2J＝1.56J羽毛球的末動(dòng)能：E′k＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)×5×10－3×952J＝22.56J所以ΔEk＝E′k－Ek＝21J.〖答案〗(1)0.600kg·m/s方向與羽毛球飛回的方向相同(2)120m/s例4.〖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〗