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1.1 动量和动量定理
1.通过学习,理解冲量的概念及其矢量性. 2.通过学习,动量和动量变化量的概念及其矢量性,会计算一维情况下的动量变化量.3.通过理论推导,掌握动量定理,理解其确切含义.4.通过实例分析,能够利用动量定理解释缓冲、碰撞等有关现象和解决实际问题.学习目标
知识梳理一、冲量1.定义:在物理学中,将Ft 定义为冲量,用I表示.2.公式:I= Ft .3.单位:牛秒,符号是N·s .4.矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定,如果力的方向在作用时间内不变,冲量的方向与力的方向相同.
思考:如图所示,一个质量为m的物体,受到一个与运动方向相同的恒力F的作用,在动摩擦因数为μ的水平面上向右运动,求经过时间t拉力F的冲量和摩擦力的冲量的大小和方向.提示:Ft,水平向右;μmgt,水平向左.
二、动量1.定义:质量和速度的乘积.2.公式:p=mv.3.单位:千克米每秒,符号是kg·m/s .4.矢量性:动量是矢量,其方向与速度的方向相同. 思考:物体做匀速圆周运动时,其动量是否变化?提示:变化.动量是矢量,方向与速度方向相同,物体做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻变化,故其动量变化.
三、动量定理的推导1.内容:物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量.这称为动量定理.2.表达式:Ft= mvt-mv0 .3.适用条件:动量定理不但适用于恒定的外力,而且适用于随时间而变化的变力.
思考:如图所示,一个质量为m的物体在水平面上运动,受到一个与运动方向相同的恒力F作用,经过时间t,速度由v增加到v,物体与水平面间的动摩擦因数为μ.恒力F的冲量与物体动量的变化量相等吗?提示:不相等.合力的冲量(F-μmg)t与动量的变化量相等.
四、动量定理的应用1.动量定理在生活中有很多应用.如果物体的动量发生的变化是一定的,那么作用时间短,物体受的力就大;作用时间长,物体受的力就小.2.动量定理只考虑物体相互作用始末状态,不考虑具体过程和细节.在涉及力、力的作用时间、速度的问题时,采用动量定理分析和处理物理问题比较简捷.
基础演练1.正误判断.(1)冲量是矢量,恒力的冲量方向与恒力的方向相同.( )(2)力越大,力对物体的冲量越大.( )(3)动量相同的物体运动方向不一定相同.( )(4)质量和速率都相同的物体的动量一定相同.( )(5)合力的冲量方向与末动量的方向一定相同.( )(6)若物体在一段时间内,其动量发生了变化,则物体在这段时间内的合力一定不为零.( )√××××√
2.如图所示,质量为0.01 kg、以800 m/s的速度飞行的子弹与质量为0.8 kg、以10 m/s的速度飞行的球相比( )A.子弹的动量较大 B.球的动量较大C.子弹的动能较大 D.球的动能较大
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3.下面关于冲量的说法正确的是( )A.物体受到很大的冲力时,其冲量一定很大B.当力与位移垂直时,该力的冲量为零C.不管物体做什么运动,在相同时间内重力的冲量相同D.只要力的大小恒定,其相同时间内的冲量就恒定
解析:冲量是力与时间的乘积,力大,冲量不一定大,A错误;当力与位移垂直时,该力的冲量不为零,B错误;不管物体做什么运动,在相同时间内重力的冲量相同,C正确;力的大小恒定,其相同时间内冲量的方向不一定相同,D错误.答案: C
4.人从高处跳到低处时,为了安全,一般都是让脚尖先着地,这样做是为了( )A.减小冲量B.减小动量的变化量C.延长人与地面的冲击时间,从而减小冲力D.增大人对地面的压强,起到安全作用
解析:脚尖先着地,接着逐渐到整个脚着地,延长了人落地时动量变化所用的时间,依动量定理可知,人落地过程中动量变化量为定值,这样就减小了地面对人的冲力,故C正确.答案: C
5.良好的学习、生活习惯对人的一生有重要意义.有些同学经常躺着看手机,出现了手机碰伤眼睛的情况.若手机质量为120 g,从距离眼睛约20 cm的高度无初速掉落,碰到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.15 s,g取10 m/s2,则手机对眼睛的冲击力约为( )A.0.24 N B.0.28 NC.2.4 N D.2.8 N
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思考:如图所示,文具盒静止一段时间,重力对它做功一定为零,一段时间内重力的冲量也为零吗?提示:文具盒静止一段时间,其位移为零,故重力做功为零,而冲量是指力与时间的乘积,所以重力的冲量不为零.一、冲量的计算
1.合冲量计算的两种方法(1)分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和,即I=I1+I2+I3+…….计算同一直线上力的合冲量时,先规定正方向,每个力的冲量与正方向相同取正,相反取负,将正负号代入运算.(2)如果各力的作用时间相同,也可以先求合力,再用I合=F合t求解. 2.求变力的冲量的两种
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教师资格证持证人
专注于中小学各科教学多年,曾获青年岗位能手荣誉称号; 教育局评为县级优秀教师; 2013在全省高中思想政治优秀设计评选活动中荣获一等奖; 在全市高中优质课大赛中荣获一等奖; 第十一届全国中青年教师(基教)优质课评选中荣获二等奖; 2017年4月全省中小学教学设计中被评为一等奖2018年被评为市级教学能手
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