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学而优教有方
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1.1动量和动量定理
【学习目标】
1.了解物理学中动量概念的建立过程。
2.理解动量和动量的变化及其矢量性,会正确计算做一维运动的物体的动量变化。
3.理解冲量概念,理解动量定理及其表达式。
4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
5.理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
【新课讲授】
一、动量:
1、定义:物体的______和______的乘积。
2、定义式:p=______。3、单位:______。
4、方向:动量是矢量,方向与______的方向相同,因此动量的运算服从____________法则。
5、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)。
(2)公式:?P=____________(矢量式)。
(3)方向:与速度变化量的方向相同,
(4)同一直线上动量变化的计算:选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。计算结果中的正负号仅代表______,不代表______。
二、动量定理
1、与的乘积叫做力的冲量
2、冲量的数学表达式为I=,单位:。
3、冲量是矢量,其方向与一致。(如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向就与力的方向相同)
4、动量定理的内容是:
5、动量定理的数学表达式为:。
说明:
①动量定理中的Ft指的是的冲量
②动量定理描述的是一个过程,它表明物体所受是物体的原因,物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果.
③Ft=p′-p是一个矢量式,运算应遵循.若动量定理公式中各量均在一条直线上,可规定某一方向为正,根据已知各量的方向确定它们的正负,从而把矢量运算简化为代数运算.
④动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值,方向,单位.但不能认为合外力的冲量就是动量的增量.
⑤动量定理既适用于恒力,也适用于.对于变力的情况,F应理解为变力在作用时间内的平均值.
【概念辨析】
动量及其变化量
1.动量:(1)当两个物体的动量相同时,其动能一定相同吗?
(2)当两个物体的动能相同时,其动量一定相同吗?
2.动量变化量:
(1)动量的变化量也是矢量,动量变化量的方向与初状态的动量方向一定相同吗?
(2)如何确定动量变化量的大小和方向?
【典型例题】
【例1】通过解答以下两个小题,思考动量与动能的区别。
(1)质量为2kg的物体,速度由3m/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3m/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?
总结:
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)
【变式1】质量为m=2kg的物体,从空中水平飞行的飞行物上自由落下,已知飞行的速度为v0=3m/s,求物体离开飞行物后0.4s末的动量。不计空气阻力,g取10m/s2。
【例2】(多选)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零
B.合力的冲量大小为mgtcosθ
C.所受重力的冲量大小为mgt
D.动量的变化量大小为mgtsin
【变式2】(多选)恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示。由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,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对物体的冲量大小为Ftcosθ
D.合力对物体的冲量大小为零
【例3】一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度大小为45m/s,若球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力为多大?
思考:
(1)末动量的方向与初动量的方向相同吗?如何处理?
(2)以初速度方向为正方向,用动量定理求得
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