1、2動(dòng)量和動(dòng)量定理第十六章動(dòng)量守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)探究典例精析達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.理解動(dòng)量和動(dòng)量的變化及其矢量性，會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化量.2.理解沖量的概念，理解動(dòng)量定理及其表達(dá)式.3.能夠利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題一、動(dòng)量一輛玩具小汽車向你駛來，碰了你一下，玩具小汽車可能被碰翻或者改變運(yùn)動(dòng)方向，假如一輛大汽車以同樣的速度向你駛來，被碰翻的肯定不是大汽車.這說明運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關(guān)，而且與質(zhì)量有關(guān)知識(shí)探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究(1)什么是動(dòng)量？動(dòng)量的方向如何確定？做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)量是否變化？答案答案答案運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積是動(dòng)量動(dòng)量的方向與速度的方向相同物體做勻速圓周

2、運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小不變，方向時(shí)刻改變，故動(dòng)量發(fā)生變化(2)什么是動(dòng)量的變化量？動(dòng)量變化量的方向如何確定？答案答案如果物體在一條直線上運(yùn)動(dòng)，首先規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算動(dòng)量變化量pppm(vv)mv為矢量式，其方向與v的方向相同動(dòng)量和動(dòng)量的變化量：(1)對(duì)動(dòng)量p 的理解動(dòng)量的矢量性：動(dòng)量是 (填“矢”或“標(biāo)”)量，方向與 相同，運(yùn)算遵循平行四邊形定則動(dòng)量是狀態(tài)量：進(jìn)行運(yùn)算時(shí)必須明確是哪個(gè)物體在哪一狀態(tài)(時(shí)刻)的動(dòng)量(2)對(duì)動(dòng)量變化ppp的理解矢量性：與 的方向相同知識(shí)梳理知識(shí)梳理mv矢速度的方向速度變化答案若p、p不在一條直線上，要用 求矢量差若p、p在一條直線上，先規(guī)定 ，再用正、負(fù)

3、表示p、p，則可用ppp 進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算(3)動(dòng)量pmv與動(dòng)能Ek mv2的區(qū)別動(dòng)量是矢量，而動(dòng)能是當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí)，物體的動(dòng)量發(fā)生變化，而動(dòng)能(填“一定”或“不一定”)發(fā)生變化答案12平行四邊形定則正方向mvmv標(biāo)量不一定下列關(guān)于動(dòng)量的說法正確的是()A.質(zhì)量大的物體的動(dòng)量一定大B.質(zhì)量和速率都相同的物體的動(dòng)量一定相同C.一個(gè)物體的動(dòng)量改變，它的動(dòng)能一定改變D.一個(gè)物體的動(dòng)能變化，它的動(dòng)量一定改變即學(xué)即用即學(xué)即用解析答案解析解析根據(jù)動(dòng)量的定義，它是質(zhì)量和速度的乘積，因此它由質(zhì)量和速度共同決定，故A錯(cuò)誤；又因?yàn)閯?dòng)量是矢量，它的方向與速度的方向相同，而質(zhì)量和速率都相同的物體，其動(dòng)量大小一定相同，但

4、方向不一定相同，故B錯(cuò)誤；一個(gè)物體的動(dòng)量改變，可能只是速度方向改變，速度大小不變，如勻速圓周運(yùn)動(dòng).故動(dòng)能不一定改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；物體的動(dòng)能變化，則它的速度大小就一定發(fā)生了變化，它的動(dòng)量也一定發(fā)生了變化，故D正確.答案答案D二、動(dòng)量定理如圖1所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在碰撞時(shí)受到另一個(gè)物體對(duì)它的力是恒力F，在F作用下，經(jīng)過時(shí)間t，速度從v變?yōu)関，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)物體的動(dòng)量改變量p與恒力F及作用時(shí)間t的關(guān)系.導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究圖1答案 對(duì)動(dòng)量定理和沖量概念的理解(1)沖量沖量的定義式：I .沖量是(填“過程”或“狀態(tài)”)量，反映的是力在一段內(nèi)的積累效應(yīng)，求沖量時(shí)一定要明確是哪一個(gè)力在哪一

5、段時(shí)間內(nèi)的沖量.沖量是 (填“矢”或“標(biāo)”)量，沖量的方向與相同.(2)動(dòng)量定理物體在一個(gè)過程始末的 等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量.答案知識(shí)梳理知識(shí)梳理Ft過程時(shí)間力F的方向矢動(dòng)量變化量動(dòng)量定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式： ，其中F為物體受到的 .(3)對(duì)動(dòng)量定理的理解動(dòng)量定理反映了 是動(dòng)量變化的原因.動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，運(yùn)用動(dòng)量定理解題時(shí)，要注意規(guī)定正方向.公式中的F是物體所受的 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.答案Ftmvmv合外力合外力的沖量合外(1)(多選)下列關(guān)于沖量概念和動(dòng)量定理的說法正確的是( )A.沖量是矢量，其方向與力的方向相同B.力越大，力對(duì)物體的沖量越大

6、C.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D.不管物體做什么運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同即學(xué)即用即學(xué)即用ACD答案(2)運(yùn)輸易碎物品時(shí)包裝箱內(nèi)為什么放置碎紙、泡沫塑料等柔軟填充物？答案答案答案物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大，反之就越小.運(yùn)輸易碎物品包裝箱內(nèi)放置碎紙、泡沫塑料等柔軟填充物是為了增大作用時(shí)間以減小物品受到的作用力.返回例例1羽毛球是速度較快的球類運(yùn)動(dòng)之一，運(yùn)動(dòng)員扣殺羽毛球的速度可達(dá)到100 m/s，假設(shè)球飛來的速度為50 m/s，運(yùn)動(dòng)員將球以100 m/s的速度反向擊回.設(shè)羽毛球的質(zhì)量為10 g，試求：(1)運(yùn)動(dòng)員擊球

7、過程中羽毛球的動(dòng)量變化量；一、對(duì)動(dòng)量及變化量的理解典例精析解析答案解析解析以羽毛球飛來的方向?yàn)檎较?，則p1mv11010350 kgm/s0.5 kgm/s.p2mv210103100 kgm/s1 kgm/s所以動(dòng)量的變化量pp2p11 kgm/s0.5 kgm/s1.5 kgm/s.即羽毛球的動(dòng)量變化量大小為1.5 kgm/s，方向與羽毛球飛來的方向相反.答案答案1.5 kgm/s，方向與羽毛球飛來的方向相反(2)運(yùn)動(dòng)員擊球過程中羽毛球的動(dòng)能變化量.解析答案解析解析羽毛球的初動(dòng)能：Ek 12.5 J，羽毛球的末動(dòng)能：Ek 50 J.所以EkEkEk37.5 J.答案答案37.5 J總結(jié)提

8、升總結(jié)提升動(dòng)量和動(dòng)能的比較 動(dòng)量動(dòng)能物理意義描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量定義式pmvEk mv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量變化決定因素物體所受沖量外力所做的功12總結(jié)提升換算關(guān)系p特別提醒比較兩個(gè)物體動(dòng)量時(shí)，不能僅比較大小，也應(yīng)比較方向2kk2,2pmEEm二、沖量及沖量的計(jì)算例例2在傾角為37、足夠長(zhǎng)的斜面上，有一質(zhì)量為5 kg的物體沿斜面滑下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求物體下滑2 s 的時(shí)間內(nèi)，物體所受各力的沖量.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析答案總結(jié)提升解析解析物體沿斜面下滑的過程中，受重力、支持力和摩擦力的作用.沖量IFt，是矢量.重力的沖量IGGtmgt5

9、102 Ns100 Ns，方向豎直向下.支持力的沖量IFNFNtmgcos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直于斜面向上.摩擦力的沖量IFfFftmgcos t0.25100.82 Ns16 Ns，方向沿斜面向上.答案答案見解析總結(jié)提升總結(jié)提升1.求沖量大小時(shí)，一定要注意哪個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量，只要力不為零，一段時(shí)間內(nèi)的沖量就不為零.2.公式IFt只適合于計(jì)算恒力的沖量，若是變力的沖量，可考慮用以下方法求解：(1)用動(dòng)量定理求沖量.(2)若力與時(shí)間成線性關(guān)系變化，則可用平均力求沖量.(3)若給出了力F隨時(shí)間t變化的圖象，可用Ft圖象與t軸所圍的面積求沖量.例例3籃球運(yùn)動(dòng)員通常伸出雙

10、手迎接傳來的籃球.接球時(shí)，兩手隨球迅速收縮至胸前.這樣做可以()A.減小球?qū)κ值臎_量B.減小球?qū)κ值臎_擊力C.減小球的動(dòng)量變化量D.減小球的動(dòng)能變化量三、動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用解析答案總結(jié)提升解析解析由動(dòng)量定理Ftp知，接球時(shí)兩手隨球迅速收縮至胸前，延長(zhǎng)了手與球接觸的時(shí)間，從而減小了球的動(dòng)量變化率，減小了球?qū)κ值臎_擊力，選項(xiàng)B正確.答案答案B總結(jié)提升總結(jié)提升應(yīng)用動(dòng)量定理分析有關(guān)現(xiàn)象主要有兩個(gè)方面的問題(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，反之力就越小.如本題所述現(xiàn)象.(2)作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量變化量越大，反之動(dòng)量變化量就越小.例如，雜耍中，用鐵錘猛擊“氣功師”

11、身上的石板令其碎裂，作用時(shí)間很短，鐵錘對(duì)石板的沖量很小，石板的動(dòng)量幾乎不變，“氣功師”才不會(huì)受傷害.例例4質(zhì)量m70 kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從h5.0 m高處落到海綿墊子上，經(jīng)t11 s后停止，則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力約為多少？如果是落到普通沙坑中，經(jīng)t20.1 s停下，則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多少？(g 取10 m/s2)解析答案總結(jié)提升返回解析解析以全過程為研究對(duì)象，初、末動(dòng)量的數(shù)值都是0，所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，運(yùn)動(dòng)員下落的時(shí)間t 1 s下落到海綿墊子上時(shí)，mg(tt1) t10代入數(shù)據(jù)，解得 1 400 N下落到沙坑中，m

12、g(tt2) t20代入數(shù)據(jù)，解得 7 700 N.答案答案1 400 N7 700 N總結(jié)提升2hg返回總結(jié)提升總結(jié)提升返回2.用動(dòng)量定理進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)注意：(1)列方程前首先選取正方向；(2)分析速度時(shí)一定要選取同一參考系，一般是選地面為參考系；(3)公式中的沖量應(yīng)是合外力的沖量，求動(dòng)量的變化量時(shí)要嚴(yán)格按公式，且要注意動(dòng)量的變化量是末動(dòng)量減去初動(dòng)量.返回1.(多選)下面關(guān)于物體動(dòng)量和沖量的說法正確的是()A.物體所受合外力沖量越大，它的動(dòng)量也越大B.物體所受合外力沖量不為零，它的動(dòng)量一定要改變C.物體動(dòng)量增量的方向，就是它所受沖量的方向D.物體所受合外力越大，它的動(dòng)量變化就越快達(dá)標(biāo)檢測(cè)12

13、3解析答案4解析解析由Ftp知，F(xiàn)t0，即動(dòng)量一定變化，F(xiàn)t越大，p越大，但動(dòng)量不一定大，它還與初態(tài)的動(dòng)量有關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；沖量不僅與p大小相等，而且方向相同，所以C正確；由F 知，物體所受合外力越大，動(dòng)量的變化率 越大，即動(dòng)量變化越快，D正確.答案答案BCDptpt12342.(多選)從同樣高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是()A.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量大，而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量小B.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小C.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變快，掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變慢D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時(shí)，

14、相互作用時(shí)間短，而掉在草地 上的玻璃杯與地面接觸時(shí)，相互作用時(shí)間長(zhǎng)答案CD12343.質(zhì)量為1 kg的物體做直線運(yùn)動(dòng)，其速度時(shí)間圖象如圖2所示.則物體在前10 s內(nèi)和后10 s內(nèi)所受合外力的沖量分別是()A.10 Ns,10 Ns B.10 Ns，10 NsC.0,10 Ns D.0，10 Ns圖2解析解析由圖象可知，在前10 s內(nèi)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同，p1p25 kgm/s，由動(dòng)量定理知I10；在后10 s內(nèi)末狀態(tài)的動(dòng)量p35 kgm/s，由動(dòng)量定理得I2p3p210 Ns，故正確答案為D.D1234解析答案4.0.2 kg的小球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正方向.(1)則小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化量為多少？解析答案12341234解析