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,第一章,第二节动量动量守恒定律,(,一,),1/39,学习目标,1.,了解动量、冲量概念，知道动量改变量也是矢量,.,2.,了解动量定理确实切含义，会用其来解释和计算碰撞、缓冲等现象,.,2/39,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,3/39,知识探究,4/39,一、动量及其改变,在激烈橄榄球赛场上，一个较瘦弱运动员携球奔跑时迎面碰上高大坚固对方运动员时，自己被碰人仰马翻，而对方却几乎不受影响,.,这说明运动物体产生效果不但与速度相关，而且与质量相关,.,(1),若质量为,60 kg,运动员,(,包含球,),以,5 m/s,速度向东奔跑，他动量是多大？方向怎样？若他以大小不变速率做曲线运动时，他动量是否改变？,导学探究,答案,动量是,300 kgm/s,，方向向东；做曲线运动时他动量改变了，因为方向变了,.,答案,5/39,(2),若这名运动员与对方运动员相撞后速度变为零，他动量改变量多大？动量改变量方向怎样？,答案,300 kgm/s,，方向向西,.,答案,6/39,知识梳理,动量和动量改变量,1.,动量,p,(1),定义：运动物体,和,乘积叫做物体动量,.,符号：,p,.,单位：,.,(2),动量矢量性：动量是,(,填,“,矢,”,或,“,标,”,),量，方向与,_,相同,.,(3),动量是状态量：进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态,(,时刻,),动量,.,质量,速度,kgm/s,矢,速度方向,7/39,2.,动量改变量,p,p,p,(1),矢量性：与,方向相同,.,(2),若,p,、,p,不在一条直线上，要用,求矢量差,.,(3),若,p,、,p,在一条直线上，先要求,，再用正、负表示,p,、,p,，则可用,p,p,p,进行代数运算,.,3.,动量相对性：因为速度含有相对性，所以动量也含有相对性，即动量大小和方向与选取,相关,.,通常情况下都以,为参考系,.,速度改变,平行四边形定则,正方向,m,v,m,v,参考系,地面,8/39,4.,动量,p,m,v,与动能,E,k,m,v,2,区分,(1),动量是矢量，而动能是,量,.(,填,“,矢,”,或,“,标,”,),(2),当速度发生改变时，物体动量发生改变，而动能,(,填,“,一定,”,或,“,不一定,”,),发生改变,.,标,不一定,9/39,即学即用,判断以下说法正误,.,(1),质量大物体动量一定大,.(,),(2),动量相同物体，运动方向一定相同,.(,),(3),质量和速率都相同物体动量一定相同,.(,),(4),一个物体动量改变，它动能一定改变,.(,),(5),动量改变量为正，说明它方向与初始时动量方向相同,.(,),10/39,二、动量定理,1.,在日常生活中，有不少这么事例：,跳远时要跳在沙坑里；,跳高时在下落处要放海绵垫子；,从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；,轮船边缘及轮渡码头上都装有橡胶轮胎,这么做目标是为了什么？,导学探究,答案,为了缓冲以减小作用力,.,答案,11/39,2.,如图,1,所表示，假定一个质量为,m,物体在碰撞时受到另一个物体对它力是恒力,F,，在,F,作用下，经过时间,t,，物体速度从,v,变为,v,，应用牛顿第二定律和运动学公式推导物体动量改变量,p,与恒力,F,及作用时间,t,关系,.,答案,这个物体在碰撞过程中加速度,答案,图,1,a,依据牛顿第二定律,F,ma,整理得：,Ft,m,(,v,v,),m,v,m,v,即,Ft,p,.,12/39,知识梳理,冲量概念和动量定理,1.,冲量,(1),冲量定义式：,I,.,(2),冲量是,(,填,“,过程,”,或,“,状态,”,),量，反应是力在一段,内积累效应，求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内冲量,.,(3),冲量是,(,填,“,矢,”,或,“,标,”,),量，若是恒力冲量，则冲量方向与,相同,.,Ft,过程,时间,矢,力,F,方向,13/39,2.,动量定理,(1),物体在一个过程始末,等于它在这个过程中所受力冲量,.,(2),动量定理数学表示式：,，其中,F,为物体受到,.,动量改变量,Ft,m,v,m,v,合外力,14/39,即学即用,判断以下说法正误,.,(1),冲量是矢量，其方向与合外力方向相同,.(,),(2),力越大，力对物体冲量越大,.(,),(3),若物体在一段时间内，其动量发生了改变，则物体在这段时间内合外力一定不为零,.(,),(4),不论物体做什么运动，在相同时间内重力冲量相同,.(,),(5),物体受到协力冲量越大，它动量改变量一定越大,.(,),15/39,题型探究,16/39,一、对动量、动量改变量、冲量了解,1.,动量,p,m,v,，描述物体运动状态物理量，是矢量，方向与速度方向相同,.,2.,动量改变量,(1),动量改变三种情况：大小改变、方向改变、大小和方向同时改变,(2),关于动量改变量求解,若初、末动量在同一直线上，则在选定正方向前提下，可化矢量运算为代数运算,.,若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵照平行四边形定则,.,17/39,3.,公式,I,Ft,只适合用于计算恒力冲量，若是变力冲量，可考虑用以下方法求解：,(1),若力随时间均匀改变，则可用平均力争冲量,.,(2),若给出了力,F,随时间,t,改变图象，可用,F,t,图象与,t,轴所围面积求冲量,.,18/39,例,1,羽毛球是速度较快球类运动之一，运动员扣杀羽毛球速度可到达,100 m,/s,，假设球飞来速度为,50 m/,s,，运动员将球以,100 m/s,速度反向击回,.,设羽毛球质量为,10 g,，试求：,(1),运动员击球过程中羽毛球动量改变量；,解析,答案,答案,1.5 kgm/s,，方向与羽毛球飞来方向相反,19/39,解析,以羽毛球飞来方向为正方向，则,p,1,m,v,1,10,10,3,50 kgm,/s,0.5 kgm/,s.,p,2,m,v,2,10,10,3,100 kgm,/s,1 kgm/,s,所以动量改变量,p,p,2,p,1,1 kgm,/s,0.5 kgm/,s,1.5 kgm/s.,即羽毛球动量改变量大小为,1.5 kgm/s,，方向与羽毛球飞来方向相反,.,20/39,(2),运动员击球过程中羽毛球动能改变量,.,解析,答案,答案,37.5 J,解析,羽毛球初动能：,E,k,m,v,1,2,12.5 J,，羽毛球末动能：,E,k,m,v,2,2,50 J.,所以,E,k,E,k,E,k,37.5 J.,21/39,例,2,在倾角为,37,、足够长斜面上，有一质量为,5 kg,物体沿斜面滑下，物体与斜面间动摩擦因数,0.2,，求物体下滑,2 s,时间内，物体所受各力冲量,.(,g,取,10 m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8),解析,答案,答案,看法析,22/39,解析,物体沿斜面下滑过程中，受重力、支持力和摩擦力作用,.,冲量,I,Ft,，是矢量,.,重力冲量,I,G,Gt,mgt,5,10,2 Ns,100 Ns,，方向竖直向下,.,支持力冲量,I,N,F,N,t,mg,cos,t,5,10,0.8,2 Ns,80 Ns,，方向垂直于斜面向上,.,摩擦力冲量,I,f,ft,mg,cos,t,0.2,5,10,0.8,2 Ns,16 Ns,，方向沿斜面向上,.,23/39,总结提升,1.,动量与动能区分与联络,(1),区分：动量是矢量，动能是标量，质量相同两物体，动量相同时动能一定相同，但动能相同时，动量不一定相同,.,(2),联络：动量和动能都是描述物体运动状态物理量，大小关系为,E,k,或,p,.,2.,在求力冲量时，首先明确是求哪个力冲量，是恒力还是变力，如是恒力，可用,I,Ft,进行计算,.,24/39,二、动量定理了解和应用,1.,对动量定理了解,(1),动量定理反应了合外力冲量是动量改变原因,.,(2),动量定理表示式是矢量式，利用动量定了解题时，要注意要求正方向,.,(3),公式中,F,是物体所受合外力，若合外力是变力，则,F,应是合外力在作用时间内平均值,.,25/39,2.,应用动量定理定量计算普通步骤,26/39,例,3,如图,2,所表示，用,0.5 kg,铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤速度为,4.0 m/s,，假如打击后铁锤速度变为,0,，打击作用时间是,0.01 s,，那么：,解析,答案,(1),不计铁锤受重力，铁锤钉钉子时，钉子受到平均,作用力是多大？,图,2,答案,200 N,，方向竖直向下,27/39,解析,以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子平均作用力，方向竖直向上，设为,F,1,，取竖直向上为正，由动量定理可得,F,1,t,0,m,v,所以,F,1,N,200 N,，方向竖直向上,.,由牛顿第三定律知，铁锤钉钉子时，钉子受到平均作用力为,200 N,，方向竖直向下,.,28/39,(2),考虑铁锤受重力，铁锤钉钉子时，钉子受到平均,作用力又是多大？,(,g,取,10 m/s,2,),解析,答案,答案,205 N,，方向竖直向下,解析,若考虑重力，设此时铁锤受钉子平均作用力为,F,2,，,对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正,.,则,(,F,2,mg,),t,0,m,v,F,2,N,0.5,10 N,205 N,，方向竖直向上,.,由牛顿第三定,律知，此时铁锤钉钉子时钉子受到平均作用力为,205 N,，方向竖直向下,.,29/39,(3),比较,(1),和,(2),，讨论是否要忽略铁锤重力,.,解析,答案,答案,看法析,解析,比较,F,1,与,F,2,，其相对误差为,100%,2.5%,，可见本题中铁锤重力可忽略,.,30/39,例,4,(,多项选择,),对以下几个物理现象解释，正确是,A.,击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻,B.,跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量,C.,易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷经常悬挂旧轮胎，都是为了,延长作用时间以减小作用力,D.,在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零,解析,答案,31/39,解析,击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，是为了延长人与地接触时间，所以,A,、,B,不正确；,据动量定理,F,t,p,知，当,p,相同时，,t,越长，作用力越小，故,C,项正确；,车能否移动或运动状态能否改变取决于外力作用，与内部作用无关，所以,D,项正确,.,32/39,针对训练,从高处跳到低处时，为了安全，普通都是让脚尖先着地，这么做是为了,A.,减小冲量,B.,减小动量改变量,C.,增大与地面冲击时间，从而减小冲力,D.,增大人对地面压强，起到安全作用,解析,答案,解析,脚尖先着地，接着逐步到整个脚着地，延缓了人落地时动量改变所用时间，由动量定理可知，人落地时动量改变量为定值，这么就减小了地面对人冲力，故,C,项正确,.,33/39,方法总结,利用动量定了解释现象问题主要有三类：,(1),p,一定，,t,短则,F,大，,t,长则,F,小,.,(2),F,一定，,t,短则,p,小，,t,长则,p,大,.,(3),t,一定，,F,大则,p,大，,F,小则,p,小,.,34/39,达标检测,35/39,1.,恒力,F,作用在质量为,m,物体上，如图,3,所表示，因为地面对物体摩擦力较大，没有被拉动，则经时间,t,，以下说法正确是,A.,拉力,F,对物体冲量大小为零,B.,拉力,F,对物体冲量大小为,Ft,C.,拉力,F,对物体冲量大小是,Ft,cos,D.,协力对物体冲量大小为,Ft,答案,1,2,3,图,3,36/39,2.,篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来篮球,.,接球时，两臂随球快速收缩至胸前，这么做能够,A.,减小球对手冲量,B.,减小球对人冲击力,C.,减小球动量改变量,D.,减小球动能改变量,答案,解析,解析,篮球运动员接球过程中，手对球冲量等于球动量改变量，接球时，两臂随球快速收缩至胸前，并没有减小球对手冲量，也没有减小球动量改变量，更没有减小球动能改变量，而是因延长了手与球作用时间，从而减小了球对人冲击力，,B,正确,.,1,2,3,37/39,3.0.2 kg,小球竖直向下以,6 m,/s,速度落至水平地面，再以,4 m/,s,速度反向弹回，取竖直向上为正方向,.,(1),则小球与地面碰撞前后动量改变量为多少？,答案,解析,1,2,3,答案,2 kgm/s,，方向竖直向上,解析,小球与地面碰撞前动量为：,p,1,m,(,v,1,),0.2,(,6)kgm,/s,1.2 kgm/,s,小球与地面碰撞后动量为：,p,2,m,v,2,0.2,4 kgm,/s,0.8 kgm/,s,小球与地面碰撞前后动量改变量为,p,p,2,p,1,2 kgm/s,，方向竖直向上,.,38/39,(2),若小球与地面作用时间为,0.2 s,，则小球受到地面平均作用力为多少？,(,g,取,10 m/s,2,),答案,解析,1,2,3,答案,12 N,，方向竖直向上,解析,由动量定理得,(,F,mg,),t,p,39/39,
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