1.2动量定理（导学案）- 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

1.2动量定理

【学习目标】(2min)

1.知道冲量的定义并会进行推导，掌握如何求恒力的冲量和变力的冲量；

2.掌握动量定理的内容和表达式及适用范围，了解动量定理的应用；

【任务1】课前预习（10min）

1．冲量

(1)概念：力与力的的乘积。

(2)定义式：I＝(F为恒力)

(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的效应，力，作用时间，冲量就越大。

(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是，符号为。

(5)矢量性：冲量是矢量，如果力的方向不变，则冲量I的方向与力的方向。

2．动量定理

(1)内容：物体在一个过程中所受力的等于它在这个过程。

(2)公式：FΔt＝＝。

(3)公式中的F是物体受倒的，若是变化的力，则F应是合外力在作用时间内的。

(4)适用范围：动量定理既可用于物体直线运动，也可用于物体曲线运动：既适用于物体受恒力下的运动，也适用于物体受变力的运动。

(5)应用动量定理解题的一般步骤

【任务2】探究一、冲量(10min)

问题情景1：在光滑水平面上的质量为m的物体在水平恒力F的作用下，经过时间t，速度由v变为v′.

【分析】如图所示,物体的初动量为，末动量为，

由加速度的定义式:；由牛顿第二定律F=ma=

可得Ft=

问题情景2：假设在拉力F和阻力f的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1变为v2，已知两力作用的时间为t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。

思考与讨论：若F为变力，如何求其冲量？（方法：微元法）

冲量求和（将该段时间无限分割）

冲量求和

（将该段时间无限分割）

①步骤：一段时间内的变力近似认为物体在每一时段受某一恒力

一段时间内变力的冲量

②由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。

QUOTE③对于方向不变、大小随时间均匀变化的变力,冲量也可用I=F(t-t)计算,但式中的F应为Δt时间内的平均力,即：

说明：①冲量的计算要明确求哪个力的冲量，还是物体的合外力的冲量。

②I=Ft只能求恒力的冲量。

③合力的冲量计算：几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。

【任务3】探究二、动量定理10min)

动量定理的适用范围:

(1)动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值；

(2)动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题；

(3)动量定理适用于宏观低速、微观现象和变速运动等问题。

动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。

【例1】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，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。球棒对垒球的平均作用力是多大？

动量定理的应用：

达标检测(10min)

1．如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下，静止在水平地面上，则下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是()

A．拉力F的冲量方向为水平向右

B．摩擦力的冲量大小为Ftsinθ

C．重力的冲量大小为mgt

D．物体所受支持力的冲量是mgt

2．(多选)下列关于物体动量和冲量的说法正确的是()

A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大

B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定会改变

C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向

D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快

3．交通管理法规规定：骑摩托车必须戴好头盔，目的是保护交通安全事故中的车手，理由是()

A．减小头部的冲量，起到安全作用B．延长头部与硬物接触时间，减小冲力，起到保护作用

C．减小头部的速度变化使人安全D．减小头部的动量变化量，起到安全作用

4．一个笔帽竖立在桌面上平放的纸条上，要求把纸条从笔帽下抽出，如果缓慢拉动纸条，笔帽必倒；若快速拉纸条，笔帽可能不倒．这是因为()

A．缓慢拉动纸条时，笔帽受到冲量小