物理选择性必修 第一册2 动量定理学案及答案

1.2 动量定理

1.   能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式；
2. 理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力。
3. 会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题。

【重点】（1）动量定理的推导和对动量定理的理解（2）利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析。

【难点】动量定理的矢量性，也就是如何正确理解“合”外力的冲量等于物体“动量的变化”。尤其是方向的一致性，即合外力的冲量的方向和动量变化量的方向一致。

【观察思考】让粉笔从相同的高度分别落到水泥地上和铺在地上的厚布上，观察会有怎样的现象发生。思考：为什么会产生这两种不同的现象？

【推导动量定理】

问题情景：假设一个质量为m的物体在恒定的合外力F作用下，做匀变速直线运动，初速度为 v，经过一段时间t后，速度变为v′，试探究合外力F的表达式。

一、冲量

1.定义：                                                  

2.公式：              单位：         

3.物理意义：冲量是改变物体机械运动状态的原因。

4.意义：

（1）冲量是矢量，作用力的方向不变时其方向与力的方向相同。

（2）冲量是过程量，是力对时间的积累效应。

（3）冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。

（4）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。I = Ft 只能求恒力的冲量。若合外力是变力，则F  应该理解为变力平均值。

二、动量定理

1、内容：                            这就是动量定理。

2、表达式：Ft =         

3、对动量定理的理解：（1）表明合外力的冲量是动量变化的原因；

（2）动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同。

（3）动量的变化率：动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值。由动量定理，得 ，可见，动量的变化率等于物体所受的合力。当动量变化较快时，物体所受合力较大，反之较小；当动量均匀变化时，物体所受合力为恒力。

三、动量定理的应用

（一）定性分析-----用动量定理解释现象：

为什么粉笔落在水泥地面上会被摔碎而落到厚垫子上完好无损呢？

动量定理解释生活现象：由Ft=ΔP可知：

①△P一定，t短则F大，t长则F小；——缓冲装置

②t一定，F大则△P大，F小则△P小；

③F一定，t长则△P大，t短则△P小。

1.高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（    ）

A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N

2.关于冲量和动量，下列说法中错误的是（　　）

A．冲量是反映力对时间的积累效应的物理量

B．动量是描述物体运动状态的物理量

C．冲量是物体动量变化的原因

D．冲量方向与动量方向一致

3.如图所示，横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上，已知水的密度为1×103 kg/m3，假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下，则墙壁所受水柱冲击力为（    ）

A．0.5 N B．5 N

C．50 N D．500 N

4.下列说法正确的是（    ）

A．质量一定的物体，若动量发生变化，则动能一定变化

B．质量一定的物体若动能发生变化，则动量一定变化

C．做匀速圆周运动的物体，其动能和动量都保持不变

D．一个力对物体有冲量，则该力一定会对物体做功

5.玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中(　　)

A．玻璃杯的动量较大

B．玻璃杯受到的冲量较大

C．玻璃杯的动量变化较大

D．玻璃杯的动量变化较快

6.质量为3kg的物体在水平面上做直线运动，若速度大小由2m/s变成6m/s，那么在此过程中，动量变化的大小可能是（　　）

A． B． C． D．

7.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，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对物体的冲量大小是Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零

8.几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，则下列判断正确的是(　　)

A．子弹在每个水球中的速度变化相同

B．子弹在每个水球中运动的时间不同

C．每个水球对子弹的冲量不同

D．子弹在每个水球中的动能变化相同

9.质量为5kg的物体运动速度为3m/s，则其动量为____________；如果一个物体所受合力为5N，则5s的动量变化为___________。

1.C     2.D     3.C    4.B     5.D    6.BD    7.BD    8.BCD

9.【答案】15kg∙m/s    25 kg∙m/s   

【详解】

（1）质量为5kg的物体运动速度为3m/s，则其动量为

（2）根据动量定理，如果一个物体所受合力为5N，则5s的动量变化为