1、第十六章,动量守恒定律,第二节 动量和动量定理,学 习 目 标,知 识 导 图,课 前 预 习,1定义 运动物体的_和它的_的乘积叫做物体的动量。 2表达式 p_。 3单位 _，符号_。 4方向 动量是矢量，它的方向与_方向相同。,知识点 1,动量,质量,速度,mv,千克米每秒,kgms1,速度的,1动量的变化 因为pmv，是矢量，只要m的大小，v的大小和v的方向三者中任何一个发生了_，动量p就发生变化。 2动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内_与_的矢量差(也是矢量)，p_。 (2)ppp，此式为矢量式，若p、p不在同一直线上时，要用_定则(或矢量三角形定则)求矢量差，若在同一直线上，
2、先规定正方向，再用正、负表示p、p，可用ppp_进行代数运算求解。,知识点 2,动量的变化量,变化,末动量,初动量,pp,平行四边形,mvtmv0,1定义 _与_的乘积叫力的冲量。 2表达式 I_ 3方向 冲量是矢量，冲量的方向与_方向一致，冲量的方向跟_的方向一致。 4冲量的单位 在国际单位制中是“_”， 符号“_”,知识点 3,冲量,力,力的作用时间,Ft,力的,动量变化,牛顿秒,Ns,1内容 物体在一个过程始末动量的_等于它在这个过程中_的冲量。 2表达式 _或_ 3动量定理的应用 碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法_冲击力的作用时间。要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设
3、法_其作用时间。,知识点 4,动量定理,变化量,所受力,mvmvF(tt),ppI,减少,延长,判一判 (1)动量大的物体惯性一定大。 ( ) (2)物体的动量相同，其动能一定也相同。 ( ) (3)做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量p的方向与运动方向相同。 ( ) (4)冲量是矢量，其方向与恒力的方向相同。 ( ) (5)力越大，力对物体的冲量越大。 ( ) (6)若物体在一段时间内，其动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零。 ( ), ,选一选 (山东省寿光实验中学20162017学年高二下学期检测)如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后
4、，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以 ( ) A减小球的动量的变化量 B减小球对手作用力的冲量 C减小球的动量变化率 D延长接球过程的时间来减小动量的变化量 解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A、B、D错误；由动量定理Ftp，可知t增大，减小了球的动量变化率，C正确。,C,想一想 鸡蛋从一米多高的地方自由落到地板上，肯定会被打破。现在，在地板上放一块厚泡沫塑料垫，让鸡蛋从同一高度自由落下，使鸡蛋落到泡沫塑料垫上，看鸡蛋会不会被打破，思考其中的道理。,解析：鸡蛋落地动量变化P一定，鸡蛋落到塑料垫上时，作用时间t变大，根据动量定理FtP，可知鸡蛋所受的撞击力减小，所以鸡蛋不会破。,
5、课 内 探 究,如图所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小均为v，请思考：网球动量的变化量是零吗？ 提示：不是。动量是矢量，其变化量为2mv。,探究一 对动量的理解,1动量的性质 (1)瞬时性 求动量时要明确是哪一物体在哪一状态(时刻)的动量，pmv中的速度v是瞬时速度。 (2)矢量性 动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同，有关动量的运算，如果物体在一条直线上运动，则选定一个正方向后，动量的矢量运算就可以转化为代数运算了。,(3)相对性 指物体的动量与参考系的选择有关，选不同的参考系时，同一物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下，物体的动量是指物体
6、相对地面的动量。,2动量与速度、动能的区别和联系 (1)动量与速度 a区别：速度描述物体运动的快慢和方向；动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果。 b联系：动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度方向相同，pmv。,(2)动量和动能的比较,特别提醒：动量是矢量，比较两个物体的动量时，不能仅比较大小，也应比较方向，只有大小相等、方向相同的两个动量才能相等。,2017年3月23日，世界杯预选赛在北京举行，中国队以10力克韩国队，比赛中，一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球。,典例 1,(1)若开始时足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度为
7、10m/s，方向仍向右(如图甲)，则足球的初动量p_，方向_，足球的末动量p_，方向_；在这一过程中足球动量的改变量p_，方向_。 (2)若足球以10m/s的速度撞向球门门柱，然后以3m/s速度反向弹回(如图乙)，则这一过程中足球的动量改变量是_，方向_；动能改变量是_。 解题指导：(1)切记动量是矢量，其方向与速度方向相同。 (2)动量的变化量ppp是矢量式，当p、p在同一直线上时，可规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。,1.6kgm/s,向右,4kgm/s,向右,2.4kgm/s,向右,5.2kgm/s,向左,18.2J,对点训练1 (辽宁省大连市第二十四中学20172018学年高一下学
8、期期中)一个力作用在一物体上，下列叙述中正确的是 ( ) A若力对物体做的功为零，则物体的动量变化量一定为零 B若力的冲量为零，则物体的动能变化量一定为零 C物体动量变化量的方向不可能与末动量方向相同 D物体动量变化量的方向不可能与末动量方向垂直,B,解析：合外力做功为零动能不变，但合外力的冲量不一定为零，则动量的变化不一定为零，如匀速圆周运动，其合力做功为零，但其动量始终在变化，故A错误；物体所受的合外力的冲量为零，则动量变化一定为零，即物体的速度不变，故动能不变，所以动能的变化量一定为零，故B正确；物体动量变化量的方向可能与末动量方向相同，比如做匀加速直线运动的物体，故C错误；物体动量变化
9、量的方向可能与末动量方向垂直，比如做斜上抛运动到最高点，末动量的方向在水平方向，动量的变化量在竖直方向上，故D错误。,探究二 对冲量的理解,提示：小孩给汽车的推力的冲量大小为IFt。 汽车没动说明它所受的合力为零，故其合外力的冲量为零。,1对冲量的理解 (1)冲量是过程量：冲量描述的是作用在物体上的力对时间的积累效应，与某一过程相对应。 (2)冲量的矢量性：冲量是矢量，在作用时间内力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。 (3)冲量的绝对性：冲量仅由力和时间两个因素决定，具有绝对性。,2冲量的计算 (1)单个力的冲量：利
10、用公式IFt计算。 (2)合力的冲量： 如果是一维情形，可以化为代数和，如果不在一条直线上，求合冲量遵循平行四边形定则。 两种方法：可分别求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和；另外，如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解。 变力的冲量：用动量定理列式求解。,特别提醒：(1)冲量是矢量，求冲量的大小时一定要注意是力与其对应的时间的乘积。 (2)判断两个力的冲量是否相同，必须满足冲量的大小和方向都相同，缺一不可。,如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30，高为5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中，g取10m/s2，求： (1)重力的冲量； (2)支持力的冲量； (
11、3)合力的冲量。,典例 2,对点训练2 关于冲量，下列说法正确的是 ( ) A冲量是物体动量变化的原因 B作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 C动量越大的物体受到的冲量越大 D冲量的方向就是物体运动的方向,A,从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿(如图所示)，这样做是为了什么？提示：人落地动量变化一定，屈腿下蹲延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，这样就减小了地面对人的冲力。,探究三 对动量定理的理解和应用,1对动量定理的理解 (1) 动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。 (2)动量定理的表达式是矢量式，它说明合外力的冲量跟物体动量变化量不仅大小相等，而且方向相同。
12、运用动量定理主要是一维的问题，要注意正方向的规定。,2动量定理的应用 (1)应用动量定理Ftp定性解释常见物理现象。 由上式可以看出如果保持p一定，则力作用的时间越短，冲力就越大。因此在需要增大作用力时，可尽量减少作用的时间，如打击、碰撞等由于作用时间短、作用力往往较大。 反之，作用时间越长，力F就越小，因此在需要减小作用力的时候，可想办法延长力的作用时间，如利用海棉或弹簧的缓冲作用来延长作用时间，达到减小作用力的目的。,(2)应用Ip求变力的冲量。 如果物体受到大小、方向不变的力的作用，既可以应用Ft求力的冲量，也可以应用物体动量改变p的大小和方向来替代力的冲量。 如果物体受到大小、方向改变
13、的力的作用，则不能直接用Ft求变力的冲量，这时可以求在该力冲量作用下物体动量改变p的大小和方向，替代变力的冲量。,3应用动量定理解题的一般步骤 a选定研究对象，明确运动过程。 b进行受力分析和运动的初、末状态分析。 c选定正方向，根据动量定理列方程求解。,典例 3,答案：(1)200N，方向竖直向下 (2)205N，方向竖直向下 (3)见解析,C,解析：在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理FtP可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即是减小了驾驶员的动量变化率，故选C。,素 养 提 升,根据力与运动的独立性原理，动量定理也可记为Fxtpx，Fytpy。即某一方向上的力的冲量只能引起这个方向上的动量变化，而不引起其他方向的动量变化。,动量定理分量式的应用技巧,案 例,解析：(1)x方向：动量变化为pxmvsinmvsin0 y方向：动量变化为pymvcos(mvcos)2mvcos方向沿y轴正方向。 (2)根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向，根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向。,
