5.1冲量 动量 动量定理教案.doc

第五章 动 量 一、考纲要求 碰撞与动量守恒 动量、动量守恒定律及其应用 弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅱ Ⅰ 只限于一维 二、知识网络 第1讲 冲量 动量 动量定理 ★一、考情直播 1．考纲解读 考纲内容 能力要求 考向定位 动量和冲量 理解动量的的概念，知道冲量的意义 理解动量和冲量都是矢量，会计算一维动量变化 理解动量变化和力之间的关系，会用来计算相关问题 考纲对冲量、动量的考查主要集中在对概念的理解和简单应用上，考纲要求为I级，动量定理在考纲中没有明确提出来，但是在教材中出现了动量定理的表达式，因此要掌握动量定理的一般应用． 2．考点整合 考点一 动量的概念 （1）定义：物体的质量和速度的乘积叫做动量，公式：p=mv （2）动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应． （3）动量是矢量，它的方向和速度的方向相同． （4）动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性．题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系． （5）动量的变化：．由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则． A、若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算． B、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则． （6）动量与动能的关系：，注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，动能不一定改变，但动能改变动量是一定要变的． 【例1】如图6-1-1一个质量是0．2kg的钢球，以2m/s的速度射到坚硬的大理石板上，立即反弹，速度大小仍为2m/s，求出钢球动量变化的大小和方向？ 【解析】取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v=2m/s， 碰撞前钢球的动量为p=mv=0．2×2kg·m/s=0．4kg·m/s． 碰撞后钢球的速度为v′= -2m/s， 碰撞后钢球的动量为p′=mv′=-0．2×2kg·m/s=-0．4kg·m/s． 碰撞前后钢球动量的变化为：Δp=pˊ-p=-0．4kg·m/s-0．4 kg·m/s=-0．8 kg·m/s 且动量变化的方向向左． 【规律总结】动量是一个矢量，动量的方向和速度方向相同，所以只要物体的速度大小或方向发生变化，动量就一定发生变化．例如做匀速直线运动的物体其动量是恒量，而做匀速圆周运动的物体，由于速度方向不断在改变，即使其动量大小不变，但因其方向不断改变，所以其动量是一变量． 考点二 冲量的概念 (1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I=Ft (2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应． (3)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）．如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同．如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向．对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出． (4)高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的冲量．对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求． (5)要注意的是：冲量和功不同．恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量．特别是力作用在静止的物体上也有冲量． 【例2】恒力F作用在质量为m的物体上，如图6-1-2所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（ ） A．拉力F对物体的冲量大小为零 B．拉力F对物体的冲量大小为Ft C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零 【解析】按照冲量的定义，物体受到恒力F作用，其冲量为Ft，物体因为静止，合外力为0，所以合力冲量为0． 【易错提示】力对物体有冲量作用必须具备力和该力作用下的时间两个条件．只要有力并且作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用，所以冲量是过程量．需要注意的是冲量和功不同．恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量．特别是力作用在静止的物体上也有冲量． 考点三 动量定理 （1）动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化．既I=Δp （2）动量定理的理解 ①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度．这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）． ②动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系． ③现代物理学把力定义为物体动量的变化率：（牛顿第二定律的动量形式）． ④动量定理的表达式是矢量式．在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正． 遇到涉及力、时间和速度变化的问题时．运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便．应用