知識(shí)點(diǎn):
1. 動(dòng)量的概念及其理解
(1)定義:物體的質(zhì)量與速度的乘積稱為物體的動(dòng)量P=mv
(2)特點(diǎn):
①動(dòng)量是狀態(tài)量,它與某一確定的時(shí)刻有關(guān);
② 動(dòng)量是一個(gè)矢量,它的方向就是質(zhì)量物體的速度方向。
(3)意義:速度從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度量化機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),動(dòng)量從動(dòng)力學(xué)角度量化機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
(1)論述:作用于物體的凈外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量
I=△P
F△t=mv-mv。
(2)推導(dǎo):動(dòng)量定理實(shí)際上是在牛頓第二定律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的。
速度=mv
將兩端合力F的作用時(shí)間相乘,可得
F△t=ma△t=m(v-v0)=mv-mv0
(3)物理:
①動(dòng)量定理建立了過(guò)程量(I=F△t)與狀態(tài)量變化(△P=mv-mv0)之間的關(guān)系,提供了“通過(guò)比較狀態(tài)來(lái)理解過(guò)程”的方法;②動(dòng)量定理是矢量形式,這使得在將動(dòng)量應(yīng)用于一維運(yùn)動(dòng)時(shí),首先指定參考正方向以明確各矢量的方向關(guān)系非常重要。
視頻教程:
實(shí)踐:
1. 下列關(guān)于沖量、動(dòng)量和動(dòng)量變化的論述哪一項(xiàng)是正確的?
A.物體的動(dòng)量等于它受到的沖量。
B.外力作用于物體的沖量的大小等于物體動(dòng)量的改變量
C.外力作用于物體的沖量方向與物體動(dòng)量的變化方向相同
D.物體動(dòng)量的變化方向與物體動(dòng)量的方向相同
2. 物體 A 和 B 都靜止在光滑的水平面上。當(dāng)它們受到相等的水平力時(shí),經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間,下列哪項(xiàng)陳述是正確的?
A.A.B
受到的沖量相同。B.A、B的動(dòng)量變化相同。
C.A、B的最終動(dòng)量相同 D.A、B的最終動(dòng)量相同
3.下列運(yùn)動(dòng)類型中,在相同的時(shí)間內(nèi),動(dòng)量變化相同的運(yùn)動(dòng)是( )
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.自由落體
C.平行運(yùn)動(dòng) D.單擺沿圓弧擺動(dòng)
4. 球A和球B的質(zhì)量相同,球A垂直向上拋出,球B水平拋出,兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,空氣阻力可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是?
法律上正確的答案是()
A. 同一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)量變化
大小相等,方向相同
B.在同一時(shí)間段內(nèi),動(dòng)量的變化大小相等,方向不同。
C.動(dòng)量變化率的大小和方向相等
D.動(dòng)量變化率大小相等,方向不同
5. 一個(gè)質(zhì)量為m的物體,以速度v0,從距地面高度h處水平拋出,當(dāng)物體撞擊地面時(shí),到碰撞地面所用的時(shí)間為Δt,在此期間,地面給予物體的垂直沖量為()
A。
B.
C。
D.
補(bǔ)充練習(xí)
1.關(guān)于動(dòng)量變化的方向,下列說(shuō)法正確的是()
A. 與速度方向一致 B. 與速度變化方向一致
C.與物體所受的力的方向相同 D.與物體所受的總沖量的方向相同
2、一質(zhì)量為m的物體放在水平面上,對(duì)其施加一個(gè)水平力F,作用時(shí)間t,物體不動(dòng),在此期間,F(xiàn)對(duì)物體的沖量為()
A.0B.FtC.mgtD.無(wú)法判斷
3. 下列關(guān)于物體的動(dòng)量和沖量的表述哪一項(xiàng)是正確的?
A. 物體受到的凈外力沖量越大,其動(dòng)量越大
B. 凈外力作用于物體的沖量不為零,所以其動(dòng)量必須改變
C.物體動(dòng)量增量的方向就是它受到?jīng)_量的方向。
D.物體所受的凈外力越大,其動(dòng)量變化越快
4、運(yùn)動(dòng)員揮動(dòng)球拍擊打一個(gè)質(zhì)量為m的網(wǎng)球,設(shè)網(wǎng)球被球拍擊中前后的速度分別為v1和v2,v1、v2方向相反,且v2>v1,忽略重力的影響,則此過(guò)程中球拍對(duì)網(wǎng)球施加的力的沖量為()
A.大小為m(v2+v1),方向與v1相同
B.大小為m(v2-v1),方向與v1相同
C.大小為m(v2+v1),方向與v2相同
D.大小為m(v2-v1),方向與v2相同
5.合外力作用于靜態(tài)物體的時(shí)間為2t0,圖中力隨時(shí)間的變化情況如圖所示,則()
A. 物體從0到t0的動(dòng)量變化量等于從t0到2t0的動(dòng)量變化量
B. 物體在0~t0時(shí)間段內(nèi)的平均速度不等于t0~2t0時(shí)間段內(nèi)的平均速度
C.當(dāng)t=2t0時(shí),物體的速度為零,2t0時(shí)間內(nèi)外力對(duì)物體的沖量也為零。
D.在2t0時(shí)間內(nèi),物體的位移為零,外力對(duì)物體所作的功也為零。
6.物體m1、m2(m1>m2)在地面上滑動(dòng),初動(dòng)能相等,與地面的動(dòng)摩擦系數(shù)相等,停止所需的時(shí)間分別為t1、t2,則()
A.t1>t2B.t1<t2
C. t1 = t2 D. 無(wú)法確定
7、一質(zhì)量為2kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度由4米/秒變?yōu)?6米/秒,在此過(guò)程中,其受到的凈外力的沖量為()
A. -20 N·s B. 20 N·s
C. -4 N·sD. -12 N·s
8、一質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度圖如圖所示,則前10秒和后10秒內(nèi)外力對(duì)物體的沖量分別為()
A. 10 N·s,10 N·s
B. 10 N·s、-10 N·s
C. 0,10 N·s
D. 0, -10 N·s
9、物體A、B分別在FA、FB作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng),圖中表示它們的動(dòng)量p隨時(shí)間的變化規(guī)律。設(shè)物體A、B受到的沖量分別為IA、IB,則()
A.FA>FB,方向相反
B.FA>FB,方向一致
C.IA>IB,同向
D.IA<IB,方向相反
10.在一塊水平、足夠長(zhǎng)的固定木板上,一小物體以一定的初速度開(kāi)始滑動(dòng)英語(yǔ)作文,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后停止。現(xiàn)將木板換成一個(gè)傾斜45°的斜面,讓小物體以同樣的初速度沿木板向上滑動(dòng)。設(shè)小物體與木板之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ,則小物體滑到最高處所需時(shí)間與t的比值為()
A。 2)μ1+μB。 μ1+r(2)μC. μr(2)+μD. 1+μr(2)μ
課件:
1. 下列關(guān)于沖量、動(dòng)量和動(dòng)量變化的論述哪一項(xiàng)是正確的?
A.物體的動(dòng)量等于它受到的沖量。
B.外力作用于物體的沖量的大小等于物體動(dòng)量的改變量
C.外力作用于物體的沖量方向與物體動(dòng)量的變化方向相同
D.物體動(dòng)量的變化方向與物體動(dòng)量的方向相同
2. 物體 A 和 B 都靜止在光滑的水平面上。當(dāng)它們受到相等的水平力時(shí),經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間,下列哪項(xiàng)陳述是正確的?
A.A.B
受到的沖量相同。B.A、B的動(dòng)量變化相同。
C.A、B的最終動(dòng)量相同 D.A、B的最終動(dòng)量相同
3.下列運(yùn)動(dòng)類型中,在相同的時(shí)間內(nèi),動(dòng)量變化相同的運(yùn)動(dòng)是( )
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.自由落體
C.平行運(yùn)動(dòng) D.單擺沿圓弧擺動(dòng)
4. 球A和球B的質(zhì)量相同,球A垂直向上拋出,球B水平拋出,兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,空氣阻力可以忽略不計(jì),下列說(shuō)法正確的是?
法律上正確的答案是()
A. 同一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)量變化
大小相等,方向相同
B.在同一時(shí)間段內(nèi),動(dòng)量的變化大小相等,方向不同。
C.動(dòng)量變化率的大小和方向相等
D.動(dòng)量變化率大小相等,方向不同
5. 一個(gè)質(zhì)量為m的物體,以速度v0,從距地面高度h處水平拋出,當(dāng)物體撞擊地面時(shí),到碰撞地面所用的時(shí)間為Δt,在此期間,地面給予物體的垂直沖量為()
A。
B.
C。
D.
補(bǔ)充練習(xí)
1.關(guān)于動(dòng)量變化的方向,下列說(shuō)法正確的是()
A. 與速度方向一致 B. 與速度變化方向一致
C.與物體所受的力的方向相同 D.與物體所受的總沖量的方向相同
2、一質(zhì)量為m的物體放在水平面上,對(duì)其施加一個(gè)水平力F,作用時(shí)間t,物體不動(dòng),在此期間,F(xiàn)對(duì)物體的沖量為()
A.0B.FtC.mgtD.無(wú)法判斷
3. 下列關(guān)于物體的動(dòng)量和沖量的表述哪一項(xiàng)是正確的?
A. 物體受到的凈外力沖量越大動(dòng)量守恒定律教案,其動(dòng)量越大
B.物體受到的凈外力的沖量不為零,所以它的動(dòng)量必須發(fā)生變化。
C.物體動(dòng)量增量的方向就是它受到?jīng)_量的方向。
D.物體所受的凈外力越大,其動(dòng)量變化越快
4、運(yùn)動(dòng)員揮動(dòng)球拍擊打一個(gè)質(zhì)量為m的網(wǎng)球,設(shè)網(wǎng)球被球拍擊中前后的速度分別為v1和v2,v1、v2方向相反,且v2>v1,忽略重力的影響,則此過(guò)程中球拍對(duì)網(wǎng)球施加的力的沖量為()
A.大小為m(v2+v1),方向與v1相同
B.大小為m(v2-v1),方向與v1相同
C.大小為m(v2+v1),方向與v2相同
D.大小為m(v2-v1),方向與v2相同
5.合外力作用于靜態(tài)物體的時(shí)間為2t0,圖中力隨時(shí)間的變化情況如圖所示,則()
A. 物體從0到t0的動(dòng)量變化量等于從t0到2t0的動(dòng)量變化量
B. 物體在0~t0時(shí)間段內(nèi)的平均速度不等于t0~2t0時(shí)間段內(nèi)的平均速度
C.當(dāng)t=2t0時(shí),物體的速度為零,2t0時(shí)間內(nèi)外力對(duì)物體的沖量也為零。
D.在2t0時(shí)間內(nèi),物體的位移為零,外力對(duì)物體所作的功也為零。
6.物體m1、m2(m1>m2)在地面上滑動(dòng),初動(dòng)能相等,與地面的動(dòng)摩擦系數(shù)相等,停止所需的時(shí)間分別為t1、t2,則()
A.t1>t2B.t1<t2
C. t1 = t2 D. 無(wú)法確定
7、一質(zhì)量為2kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度由4米/秒變?yōu)?6米/秒,在此過(guò)程中,其受到的凈外力的沖量為()
A. -20 N·s B. 20 N·s
C. -4 N·sD. -12 N·s
8、一質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度圖如圖所示,則前10秒和后10秒內(nèi)外力對(duì)物體的沖量分別為()
A. 10 N·s,10 N·s
B. 10 N·s、-10 N·s
C. 0,10 N·s
D. 0, -10 N·s
9、物體A、B分別在FA、FB作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng),圖中表示它們的動(dòng)量p隨時(shí)間的變化規(guī)律。設(shè)物體A、B受到的沖量分別為IA、IB,則()
A.FA>FB,方向相反
B.FA>FB,方向一致
C.IA>IB,同向
D.IA<IB,方向相反
10.在一塊水平、足夠長(zhǎng)的固定木板上,一小物體以一定的初速度開(kāi)始滑動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后停止?,F(xiàn)將木板換成一個(gè)傾斜45°的斜面,讓小物體以同樣的初速度沿木板向上滑動(dòng)。設(shè)小物體與木板之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ,則小物體滑到最高處所需時(shí)間與t的比值為()
A。 2)μ1+μB。 μ1+r(2)μC. μr(2)+μD. 1+μr(2)μ
課程計(jì)劃:
重點(diǎn)/難點(diǎn)
重點(diǎn):動(dòng)量和沖量的概念,動(dòng)量定理的應(yīng)用。
難點(diǎn):動(dòng)量和沖量的矢量性質(zhì)。
重點(diǎn)/難點(diǎn)分析
重點(diǎn):物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量,力和作用時(shí)間的乘積叫沖量。動(dòng)量定理表明,沖量是物體動(dòng)量變化的原因,沖量是物體動(dòng)量變化的量度。這里所說(shuō)的沖量一定是外力合力作用于物體的沖量(或外力作用于物體的沖量的矢量和)。
難點(diǎn)分析:動(dòng)量是矢量,它的方向和速度方向相同。沖量是矢量,它的方向由力的方向決定(不能說(shuō)和力的方向相同)。如果在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變,那么沖量的方向和力的方向相同。如果力的方向是不斷變化的,比如一根繩子拉著一個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng),那么在時(shí)間t內(nèi)繩子拉力的沖量就不能說(shuō)是力的方向,也不能說(shuō)是沖量的方向。對(duì)于方向不斷變化的力的沖量,它的方向可以由動(dòng)量的變化方向間接地得到。
突破策略
1. 動(dòng)量的概念及其理解
(1)定義:物體的質(zhì)量與速度的乘積稱為物體的動(dòng)量p=mv
(2)特點(diǎn):①動(dòng)量是狀態(tài)量,它與某一確定的時(shí)刻有關(guān);
②動(dòng)量是矢量,其方向與物體速度的方向相同。
(3)意義:速度從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度量化機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),動(dòng)量從動(dòng)力學(xué)角度量化機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
2. 沖量的概念及其理解
(1)定義:力與作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量I=F△t
(2)特點(diǎn):①?zèng)_量是過(guò)程量,與一定的時(shí)間段有關(guān);
②沖量是矢量,對(duì)于恒定力的沖量,它的方向就是力的方向。
(3)意義:沖量是力對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量一定的物體,外力合力決定了它的速度變化有多快;外力合力的沖量決定了它的速度變化有多大。對(duì)于一個(gè)質(zhì)量不確定的物體,外力合力決定了它動(dòng)量變化有多快;外力合力的沖量決定了它動(dòng)量變化有多大。
3. 沖量的計(jì)算
(1)恒力沖量的計(jì)算
恒力的沖量可直接根據(jù)定義公式計(jì)算出來(lái),即恒力F乘以其作用時(shí)間△t。
(2)恒定方向變力沖量的計(jì)算。
如果力F的方向不變,但大小隨時(shí)間變化
如圖 1 所示,力
里面的脈沖大小在數(shù)值上等于圖1中陰影部分的“面積”。
(3)一般變力沖量的計(jì)算
在高中物理中,一般變力的沖量是用動(dòng)量定理來(lái)計(jì)算的。
(4)合力沖量的計(jì)算
計(jì)算幾個(gè)力的合力的沖量,可以先算出各個(gè)分力的沖量,再求矢量和動(dòng)量守恒定律教案,也可以先算出各個(gè)分力的合力,再算合力的沖量。
4.動(dòng)量定理
(1)論述:作用于物體的凈外力的沖量等于物體動(dòng)量的改變量
(2)推導(dǎo):動(dòng)量定理實(shí)際上是在牛頓第二定律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的。
法=ma
兩端乘以合成外力F的作用時(shí)間△t可得
(3)動(dòng)量定理的意義:
①動(dòng)量定理表明,沖量是引起物體動(dòng)量變化的原因,沖量是物體動(dòng)量變化的尺度。這里所說(shuō)的沖量一定是外力合力作用于物體的沖量。
②動(dòng)量定理給出了沖量(過(guò)程量)與動(dòng)量變化(狀態(tài)量)的相互關(guān)系。
③事實(shí)上,現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)力的定義是物體動(dòng)量的變化率:
(這也是牛頓第二定律的動(dòng)量形式)
④動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量表達(dá)式,在一維的情況下,每個(gè)矢量必須有相同的規(guī)定方向,以確定其正負(fù)。
(4)動(dòng)量定理的性質(zhì):
① 矢量性:外力合力的沖量
動(dòng)量的變化量Δp是一個(gè)矢量,指定正方向后,直線上的矢量運(yùn)算就變成了代數(shù)運(yùn)算。
②相等性:外力在一定時(shí)間內(nèi)作用于物體的沖量等于該物體在一定時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量,因此,二者可以互相換算。
③獨(dú)立性:朝某一方向的沖量,只改變物體朝該方向的動(dòng)量;
④ 廣泛性:動(dòng)量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力。對(duì)于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值;不僅適用于單個(gè)物體,也適用于物體系統(tǒng)。
(5)利用動(dòng)量定理解決問(wèn)題的步驟:
①明確研究對(duì)象和研究過(guò)程。研究對(duì)象可以是一個(gè)物體,也可以是一群粒子。如果在研究過(guò)程的不同階段,物體的受力情況不同,則應(yīng)分別計(jì)算它們的沖量,并計(jì)算它們的矢量和。
②進(jìn)行受力分析。研究對(duì)象以外的物體對(duì)研究對(duì)象施加的力為外力,所有外力之和為合外力。研究對(duì)象內(nèi)部的相互作用力不影響系統(tǒng)總動(dòng)量,不包含在內(nèi)。
③指定正方向。由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量,所以在寫公式前必須指定正方向。與此方向一致的矢量為正,與此方向相反的矢量為負(fù)。
④ 記下研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合外力的沖量(或各外力沖量的矢量和)。
注意
轉(zhuǎn)換為相對(duì)于同一慣性參考系的速度);
⑤ 根據(jù)動(dòng)量定理解方程
例1.如圖所示,PQS是一個(gè)固定在垂直平面上的光滑物體。
圓形軌道,圓心O在S正上方。在O點(diǎn)和P點(diǎn)處分別有兩個(gè)質(zhì)量為m的小物體a和b。從同一時(shí)刻起,a自由下落,b沿圓弧滑落。下列哪項(xiàng)表述是正確的?
Aa 先于 b 到達(dá) S,且二者在 S 處的動(dòng)量不相等
Ba和b先到達(dá)S,二者在S處的動(dòng)量不相等。
Ca 先于 b 到達(dá) S,且它們?cè)?S 處的動(dòng)量相等
Db 先于 a 到達(dá) S,且它們?cè)?S 處的動(dòng)量相等
分析:a處于自由落體運(yùn)動(dòng),
b做變速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)擺角很小的時(shí)候,可看作振動(dòng)。
=
=
,
當(dāng)擺角不是很小的時(shí)候,可以推斷時(shí)間
不再
小,所以
;
根據(jù)機(jī)械能守恒定律,a、b到達(dá)S的速度大小相等、方向不同,動(dòng)量mv大小相等、方向不同,故選項(xiàng)A正確。
例 2. 一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,初速度為
水平射出,垂直撞擊一個(gè)30°角的固定斜坡,立刻向反方向反彈,可知反彈速度的大小就是入射速度的大小。
,求碰撞過(guò)程中斜面對(duì)球所施加的沖量。
分析:小球在與斜面碰撞前處于水平運(yùn)動(dòng),設(shè)小球在與斜面碰撞前的速度為v,根據(jù)題意,v的方向與垂線的夾角為30°,水平分量仍為
,如圖所示。
=2
①
碰撞過(guò)程中,球的速度為
變成反向
碰撞時(shí)間極其短暫。
重力引起的沖量可以忽略不計(jì)。根據(jù)動(dòng)量定理,斜面對(duì)球的沖量為
②
從①和②可得
③
突破反思
將一些重要的結(jié)論、公式寫在黑板上,這樣既能突出重點(diǎn),又便于學(xué)生總結(jié)課堂內(nèi)容。科學(xué)源于生活,又歸于生活,理論聯(lián)系實(shí)際,科學(xué)才有血有肉,才有生命力,否則科學(xué)知識(shí)枯燥無(wú)味,學(xué)生怎么會(huì)感興趣呢?
高中生預(yù)習(xí)+老師備課資料:
測(cè)試中心
考試要點(diǎn)總結(jié)+課件+教案+試卷
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