人教版高中物理第1讲 动量定理及其应用.docx

课程标准内容及要求
核心素养及关键能力
核心素养
关键能力
1.理解冲量和动量。
物理概念
理解能力
2.通过理论推导和实验，理解动量定理，能用其解释生产生活中的有关现象。
科学推理及模型构建
物理建模能力及分析推理能力
3.理解动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。
科学推理及论证
分析推理能力
4.实验八：通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释
探究分析能力
5.定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
建立碰撞模型，科学推理
模型构建和分析推理能力
6.体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
第1讲　动量定理及其应用
一、动量、动量变化、冲量
1.动量
(1)定义：物体的质量与速度的乘积。
(2)表达式：p＝mv。
(3)方向：动量的方向与速度的方向相同。
2.动量的变化
(1)因为动量是矢量，动量的变化量Δp也是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
(2)动量的变化量Δp，一般用末动量p′减去初动量p进行矢量运算，也称为动量的增量，即Δp＝p′－p。
3.冲量
(1)定义：力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
(2)公式：I＝FΔt。
(3)单位：N·s。
(4)方向：冲量是矢量，其方向与力的方向相同。
【自测1】 (多选)(2020·安徽六安市省示范高中教学质检)关于下列描述的运动中，在任意相等的时间内物体动量的改变量始终相同的是(　　)
A.物体在恒力作用下沿水平方向做匀加速直线运动
B.将物体水平抛出(不计空气阻力)
C.物体在竖直面内做匀速圆周运动
D.人造卫星绕地球的运动
答案　AB
解析　根据动量定理Ft＝Δp知，若物体在任意相等的时间内动量的改变量始终相同，则物体必受恒力作用。物体在恒力作用下沿水平方向做匀加速直线运动，将物体水平抛出(不计空气阻力)，物体受力均恒定不变，选项A、B正确；物体在竖直面内做匀速圆周运动，人造卫星绕地球的运动，物体和卫星受到的力都是变力，选项C、D错误。
二、动量定理
1.内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
2.公式：F(t′－t)＝mv′－mv或I＝p′－p。
3.动量定理的理解
(1)动量定理反映了力的冲量与动量变化量之间的因果关系，即合力的冲量是原因，物体的动量变化量是结果。
(2)动量定理中的冲量是合力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。
(3)动量定理表达式是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
【自测2】 (2018·全国卷Ⅱ，15)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，与地面的碰撞时间约为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
答案　C
解析　根据自由落体运动规律和动量定理有v2＝2gh(h为25层楼的高度，约70 m)和Ft＝mv，代入数据解得F≈1×103 N，所以C正确。
命题点一　对动量和冲量的理解
1.对动量的理解
(1)动量的***
①瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，是针对某一时刻或位置而言的。
②相对性：动量的大小与参考系的选取有关，通常是指相对地面的动量。
(2)动量与动能的比较
动量
动能
物理意义
描述机械运动状态的物理量
定义式
p＝mv
Ek＝mv2
标矢性
矢量
标量
变化因素
物体所受合力的冲量
外力所做的功
大小关系
p＝
Ek＝
对于给定的物体，若动能发生了变化，动量一定也发生了变化；而动量发生变化，动能不一定发生变化。它们都是相对量，均与参考系的选取有关，高中阶段通常选取地面为参考系
2.对冲量的理解
(1)冲量的***
①时间性：冲量不仅与力有关，还与力的作用时间有关，恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积。
②矢量性：对于方向恒定的力来说，冲量的方向与力的方向一致；对于作用时间内方向变化的力来说，冲量的方向与相应时间内物体动量改变量的方向一致。
(2)作用力和反作用力的冲量：一定等大、反向，但与作用力和反作用力做的功之间并无必然联系。
(3)冲量与功的比较
冲量
功
定义
作用在物体上的力和力的作用时间的乘积
作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积
单位
N· s
J
公式
I＝Ft(F为恒力)
W＝Flcos