1、2 動(dòng)量和動(dòng)量定理目標(biāo)定位1.理解動(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.理解動(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)象一、動(dòng)量1定義運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量；公式pmv；單位：千克米/秒，符號(hào)：kgm/s.2矢量性方向與速度的方向相同運(yùn)算遵循平行四邊形定則3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)，ppp(矢量式)(2)動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的運(yùn)算：選定一個(gè)正方向，動(dòng)量、動(dòng)量的變化量都用帶有正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示，從而將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算(

2、此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅代表方向，不代表大小)【深度思考】質(zhì)量相同的兩個(gè)物體動(dòng)能相同，它們的動(dòng)量也一定相同嗎？答案不一定動(dòng)量是矢量，有方向，而動(dòng)能是標(biāo)量，無(wú)方向質(zhì)量相同的兩個(gè)物體動(dòng)能相同，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同【例1】關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說(shuō)法中正確的是()A動(dòng)量大的物體，慣性一定大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)量由質(zhì)量及速度共同決定，動(dòng)量大的物體質(zhì)量不一定大，慣性也不一定大，A錯(cuò)；動(dòng)量大的物體速度不一定大，B錯(cuò)；動(dòng)量相同指的是動(dòng)量的大小和方向都相同，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

3、，C對(duì)；有動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p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C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pmvEkmv2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換算關(guān)系p，Ek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【例2】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(lái)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)員擊球過(guò)程中羽毛球的動(dòng)量變化量；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球過(guò)程中羽毛球的動(dòng)能變化量解析(1)以羽毛球飛來(lái)的方向?yàn)檎较?，則p1

4、mv11010350 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(lái)的方向相反(2)羽毛球的初動(dòng)能：Ekmv12.5 J，羽毛球的末動(dòng)能：Ekmv50 J.所以EkEkEk37.5 J.答案(1)1.5 kgm/s，方向與羽毛球飛來(lái)的方向相反(2)37.5 J關(guān)于動(dòng)量變化量的求解(1)若初、末動(dòng)量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算(2)若初、末動(dòng)量不在同一直線上，運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則二、

5、沖量1定義：力與力的作用時(shí)間的乘積公式：IFt.單位：牛頓秒，符號(hào)：Ns.2矢量性：方向與力的方向相同3物理意義：反映力的作用對(duì)時(shí)間的積累【深度思考】水平面上的物體所受水平拉力F隨時(shí)間t的變化情況如圖1所示，求08 s時(shí)間內(nèi)拉力的沖量圖1答案變力的沖量的計(jì)算：圖中給出了力隨時(shí)間變化的圖象，可用面積法求變力的沖量.08 s時(shí)間內(nèi)拉力的沖量IF1t1F2t2F3t318 Ns.【例3】如圖2所示，在傾角37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)圖2解析

6、重力的沖量：IGGtmgt5102 Ns100 Ns，方向豎直向下支持力的沖量：IFNFNtmgcos t5100.82 Ns80 Ns，方向垂直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見(jiàn)解析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三、動(dòng)量定理1內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程

7、始、末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量2公式：mvmvF(tt)或ppI.3動(dòng)量定理的理解：(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式mvmvFt是矢量(填“矢量”或“標(biāo)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【深度思考】在日常生活中，有不少這樣的例子：跳高時(shí)在下落處要放厚厚的海綿墊子，跳遠(yuǎn)時(shí)要跳在沙坑中，這樣做的目的是什么？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；力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小，這樣做可以延長(zhǎng)作用的時(shí)間，以減小地面對(duì)人的沖擊力【例4

8、】籃球運(yùn)動(dòng)員通常要伸出兩臂迎接傳來(lái)的籃球接球時(shí)，兩臂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)θ说臎_擊力C減小球的動(dòng)量變化量D減小球的動(dòng)能變化量解析籃球運(yùn)動(dòng)員接球的過(guò)程中，手對(duì)球的沖量等于球的動(dòng)量的變化量，大小等于球入手時(shí)的動(dòng)量，接球時(shí)，兩臂隨球迅速收縮至胸前，并沒(méi)有減小球?qū)κ值臎_量，也沒(méi)有減小球的動(dòng)量變化量，更沒(méi)有減小球的動(dòng)能變化量，而是因延長(zhǎng)了手與球的作用時(shí)間，從而減小了球?qū)θ说臎_擊力，B正確答案B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(wèn)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

9、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”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5】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)解析以全過(guò)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)，物體下落到地面上所需要的時(shí)間是t1 s從開始下落到落到海綿墊上停止時(shí)，mg(tt

10、1)t10代入數(shù)據(jù)，解得1 400 N下落到沙坑中時(shí)，mg(tt2)t20代入數(shù)據(jù)，解得7 700 N.答案1 400 N7 700 N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(guò)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1(對(duì)動(dòng)量的理解)關(guān)于動(dòng)量，下列說(shuō)法正確的是()A速度大的物體，它的動(dòng)量一定也大B動(dòng)量大的物體，它的速度一定也大C只要物體運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，物體的動(dòng)量也保持不變D質(zhì)量一定的物體，動(dòng)量變化越大，該物體的速度變化一定越大答案D解析動(dòng)量由質(zhì)量和速度共同決定，只有質(zhì)量和速度的乘積大，動(dòng)量才大，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，只

11、要速度方向變化，動(dòng)量也發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由pmv知D正確2. (對(duì)沖量的理解)如圖3所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為的斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度為零，然后又下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小始終為F1.在整個(gè)過(guò)程中，重力對(duì)滑塊的總沖量為()圖3Amgsin (t1t2) Bmgsin (t1t2)Cmg(t1t2) D0答案C解析談到?jīng)_量必須明確是哪一個(gè)力的沖量，此題中要求的是重力對(duì)滑塊的總沖量，根據(jù)沖量的定義式IFt，因此重力對(duì)滑塊的總沖量應(yīng)為重力乘以作用時(shí)間，所以IGmg(t1t2)，即C正確3(動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用)(多選)一個(gè)小鋼球豎直下落，落地時(shí)動(dòng)量大小為0.5 kgm/s，與地面碰撞后又以等大的動(dòng)量被反彈下列說(shuō)法中正確的是()A引起小鋼球動(dòng)量變化的是地面給小鋼球的彈力的沖量B引起小鋼球動(dòng)量變化的是地面對(duì)小鋼球彈力與其自身重力的合力的沖量C若選向上為正方向，則小鋼球受到的合沖量是1 NsD若選向上為正方向，則小鋼球的動(dòng)量變化是1 kgm/s答案BD4(動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用)質(zhì)量為60 kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好彈性安全帶的保護(hù)使他懸掛