沪教版高中物理选修3-5 1.1探究动量变化与冲量的关系_学案1

探究动量变化与冲量的关系

【学习目标】
1．理解动量的概念，知道动量的定义，知道动量是矢量。
2．知道动量的变化也是矢量，知道动量的运算服从矢量运算的规则。
3．理解和掌握动量定理的内容以及动量定理的实际应用。
【学习重点】
动量、冲量的概念，动量定理的应用。
【学习难点】
动量、冲量的矢量性；动量定理的应用。
【学习过程】
自主探究一：阅读课本，完成以下问题。
一、冲量
1．冲量： ___ _与_________的乘积叫冲量。它反映了力的作用对_______的积累效果。
2．公式：I=_________。
3．单位：_________。
4．方向：冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向______。
例1．如图所示，固定的光滑斜面倾角为θ。质量为m的物体由静止开始从斜面顶端滑到底端，所用时间为t。在这一过程中正确的是( )
A．所受支持力的冲量为0
B．合力的冲量大小为
C．所受重力的冲量大小为
D．动量的变化量大小为
练习1．若上述物体是一鸡蛋m=0.05Kg，h=0.8m，在下列两种情况下，求鸡蛋所受到的平均冲力？
（1）鸡蛋落在硬面上，与硬面作用时间为t=0.01s，则鸡蛋所受到的平均冲力？

（2）鸡蛋落在软垫上，与软垫作用时间为t =1 s，则鸡蛋所受到的平均冲力？


二、动量
1．概念：在物理学中，物体的 和 的乘积叫做动量。
2．定义式：
3．单位：
4．方向：
5．对动量的理解：
（1）矢量性：
（2）瞬时性：
（3）相对性：
三、动量的变化量
1．定义：物体的 与 之矢量差叫做物体动量的变化。
2．表达式：
3．矢量性：动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，注意提前规定正方向，?p的方向与△v的方向 。
4．动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量


例2．一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？








练习2．通过解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。
（1）质量为2 kg的物体，速度由3 m／s增大为6m／s，它的动量和动能各增大为原来的几倍？


（2）质量为2kg的物体，速度由向东的3 m／s变为向西的3m／s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？


（3）A物体质量是2kg，速度是3m/s，方向向东，B物体质量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它们的动量之和是多少？动能之和是多少？


小结：
1．动量和动能都是 量（填“状态量”或“过程量”）
2．动量是 量，动能是 量(标量或矢量)
3．动量发生变化时，动能 发生变化，动能发生变化时，动量 发生变化（填一定或不一定）
4．二者的定量关系：
思考讨论：以下几种运动的动量变化情况（即动量大小，方向的变化情况）。
1．物体做匀速直线运动
2．物体做自由落体运动
3．物体做平抛运动
4．物体做匀速圆周运动







自主探究二：阅读课本，完成以下几个问题
四、动量定理
推导：用动量概念表示牛顿第二定律
设一个物体质量为m ，在恒力F 作用下，在时刻t 物体的速度为v ，经过一段时间 ，在时刻t’物体的速度为v ’，尝试由F=ma和运动学知识推导出力和动量变化的关系？





请结合课本，根据以上推论完成以下内容：
1．动量定理：物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。
公式：F=_________或___________=I
说明：1．F指合外力
2．注意表达式中物理量的方向性
3．当力是变力时，F合指变力在作用时间内的平均作用力
五、动量定理的应用：
例3：一个质量m=10kg的物体，以v=10m/s的速度做直线运动，受到一个反向作用力F，经过4s，速度变为反向2m/s。这个力多大？


练习3：鸡蛋落在软垫上不易碎的原因是：（ ）
A．减小了鸡蛋的动量
B．减小了鸡蛋的动量变化
C．减小了对鸡蛋的冲量
D．延长了鸡蛋与接触面的作用时间，从而减小了对鸡蛋的冲力

发挥想象：联想你的所见所闻，举出生活中与动量定理有关的例子。


思考讨论：冲量、动量、动量变化量的关系
【达标检测】
1．下列说法正确的是（ ）
A．动量的方向一定跟物体的速度方向相同，且动量大的物体其速度一定大
B．冲量的方向一定跟对应的作用力方向相同，且冲量大对应的作用力一定大
C．物体受到的冲量方向与物体末动量的方向不一定相同
D．合外力的冲量为零，则物体所受各力的冲量均为零
2．关于物体所受冲量跟其受力情况和运动的关系，下列说法正确的是 （ ）
A．物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越快
B．物体受到的冲量越大，它的动量变化一定越大
C．物体受到的冲量越大，它受到的合外力一定越大
D．物体受到的冲量越大，它的速度变化一定越快
3．下列说法正确的是 （ ）
A．根据F=?P/?t 可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的力
B．力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对单间的累积效应，是一个标量
C．动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的，但有时用起来更方便
D．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用为
4．下面的说法正确的是（ ）
A．物体运动的方向就是它的动量的方向
B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零
C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大
D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小
5．质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3．2m，设球与地面作用时间为0.2s，则小球对地面的平均冲力为(g=10m/s2)（ ）
A．90N B．80N C．110N D．100N
6．质量为m的物体A受如图所示F的力作用了t s，物体始终保持静止，则在此过程中（ ）
A．F 的冲量大小为Ftcos60°
B．F 的冲量大小为 0
C．F 的冲量大小为 Ft
D．合力的冲量为0
7．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g=10 m/s2）





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