第十六章 动量守恒定律第一节 动量、动量定理学习目标：1、理解动量的概念，知道动量的定义，知道动量是矢量。会正确计算一维的动量变化。2、理解冲量的概念，知道冲量的定义，知道冲量是矢量。3、理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。能从牛顿运动学和运动学公式推导出动量定理表达式。4、会用动量定理解释现象和处理有关的问题。重点、难点： 重点是理解动量，冲量是矢量。难点是动量变化的计算。动量定理的推导。动量定理理解要点。动量定理几个应用学习指导：学习中要注意动量和冲量都是矢量，动量是状态量，冲量是过程量，它表示力对时间的积累效果，同时必须区别某个力的冲量与合外力的冲量。动量定理是本节重点，难点是对物体动量变化的理解，它反映冲量对物体作用的结果，两者具有相同的量纲。动量定理公式中的是物体所受合外力的总冲量，而不是某一个力的冲量；合外力的冲量与物体动量变化相联系，与物体在某一时刻的动量无必然联系；引起物体动量变化的是物体所受合外力的冲量。教学程序： 知识要点1 动量、（1） 定义：（2） 表达式：（3） 单位：（4） 方向：（5） 动量的变化：2 冲量（1） 定义：（2） 表达式：（3） 单位：（4）方向： 3、动量定理：1、推导2、内容：3、动量定理的理解：（1）Ft是合力的冲量（2）合力冲量与物体动量变化量相同，与某一时刻物体的动量无必然联系；（3）物体动量变化量的方向与合力冲量方向相同，与物体动量方向无必然联系；（4）动量定理是矢量表达式，要注意方向；（5）牛顿第二定律的动量表达式；4、应用：（1）解释一些现象；（2）求力的冲量：恒力，变力（3）求平均作用力典型例题370例1质量m=5Kg的物体，静止在光滑水平面上，在与水平成37斜向上50N的拉力F作用下，水平向右开始做匀变速直线运动，则在前2s内（如图所示）IF= Ns；IN= Ns；Img= Ns；I合= Ns。 例2、一个质量为0.5千克的足球，以20m/s的速度向东运动，受到足球队员的作用，改为以20m/s的速度向西运动，问足球的动量有没有变化？变化了多少？例3、如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程，两物体具有相同的物理量是： （ ）A重力的冲量 B弹力的冲量C合力的冲量 D刚到达底端时的动量E刚到达底端时的动量的水平分量 F以上几个量都不相同例4、质量为0.4kg的小球沿光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁，又以4m/s速度被反向弹回（如图所示），球跟墙的作用时间为0.05s。求撞墙过程中（1）小球动量的增量；（2）小球受到的平均冲力。例5、质量为m 的物体静止在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦系数为u，有一水平恒力作用于物体上使之加速前进，经一段时间t1撤去此力，问物体运动的总时间为多长？（已知恒力的大小为F）例6质量是0.1kg的小球，从1.25m高处自由落下，落在水平放置的一块钢板上，小球竖直反弹的最大高度是0.8m，如果球和钢板的碰撞时间为0.01s，求碰撞过程中受到的钢板的平均冲力。(空气阻力不计，g=10m/s) 第一节 动量、动量定理（作业）1关于物体的动量，下列说法正确的是（ ）A物体的动量越大，其惯性也越大。 B物体的动量越大，物体运动的越快。C物体的动量越大，物体获得的冲量越大。 D动量的方向一定沿物体运动的方向。2若物体的动量变化P= -2千克米/秒，则下列说法正确的是（ ）A物体的末动量一定为负值。 B物体的动量一定减少了2千克米/秒。C物体的动量可能增加了2千克米/秒。D物体动量的增量一定与正方向相反。3若一个物体的动量变化了，则物体运动的（ ）A速度一定发生了变化。 B速度的方向可能发生了变化。C加速度一定发生了变化。 D动量变化过程中，加速度一定不为零。4以下对冲量和动量的认识哪些是错误的（ ）A冲击力越大改变物体运动状态的效果越显著B两个力的合冲量总要大于其中一个力的冲量C速度越大的汽车造成的撞车破坏一定越严重D同一物体先后速度的值尽管一样，但物体动量的变化可能不一样。5质量0.5kg小球竖直下落，撞到地面时的速度是10m/s,竖直向上弹起的速度是8m/s，设向下为正方向时，小球动量的变化是（）A. 9kgm/s 向下 B.9kgm/s 向上 C. 1kg.m/s 向下 D.1kgm/s向上6、物体在恒力作用下运动，下列说法正确的是（ ）A、动量的方向与受力方向相同。 B、动量的方向与冲量的方向相同C、动量的增量的方向相同 D、动量的变化率的方向与速度方向相同7、从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上一碎，而掉到软垫上不易碎，这是因为玻璃杯落到水泥地上时（）A、受到的冲量大 B、 动量变化快 C、动量变化量大 D.受到地面的作用力大8关于冲量和动量，下列说法错误的有（ ）A、冲量是反映力的作用时间积累效果的物理量 B、动量是描述运动状态的物理量C、冲量是物体动量变化的原因 D、冲量的方向与动量的方向一致9质量为1Kg 的足球以10m/s的速度与球门相撞，碰撞时间是0.1s，碰撞后足球以8m/s 的速度沿相反的方向弹回，以足球入射方向为正方向，球门对足球的平均作用力：（ ） A180N B20N C180N D20N 10 V/ms-1 5 0 5 10 15 20 t/s -510质量为10Kg物体作直线运动，其速度图像如图所示，则物体在前10s内和后10s内所受外力冲量分别是（ ）A100Ns，100Ns B100Ns,-100Ns C0，100Ns D0，100Ns11质量为m的物体从倾角为的光滑斜面由静止起下滑，到速度为v的这段时间内，重力的冲量是；斜面支持力的冲量是。12质量为10Kg的物体从离地1.96m高处自由落下，问：开始下落时物体动量多大？着地时动量多大？物体在空中运动的时间里所受重力的冲量多大？（g=9.8m/s2 ）13、质量为3kg 的滑块沿水平地面以初速度v0向前滑行，滑行过程中受到摩擦力作用，慢慢停下，试求：（1）滑块在滑动过程中的动量的变化；（2）所受摩擦力的冲量。14质量为3Kg的铅球，由静止开始自由下落1s后落入沙坑，在沙坑内铅球经0.1s后停止下来。取g=10m/s2,求铅球在沙坑内受到的平均作用力。15如图所示，一质量为50Kg的杂技演员，在高空练习时不慎掉下。当他下落5m时，安全带被拉直。设带和人作用时间为1 s，求安全带对人的平均作用力。（g取10m/s2）动量、动量定理的应用教学目标：1、会用动量定理解释现象和处理有关的问题。2、知道应用动量定理解答动力学问题的一般步骤；教学程序：1、复习：2、应用动量定理求解相关问题：遇到涉及力、时间和速度变化的问题时，运用动量定理解答往往比运用牛顿运动定律及运动学规律求解简便。应用动量定理解题的思路和一般步骤为：（l）明确研究对象和物理过程；（2）分析研究对象在运动过程中的受力情况；（3）选取正方向，确定物体在运动过程中始末两状态的动量；（4）依据动量定理列方程、求解。典型例题复习练习1、一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图1所示，如果该物体从静止开始运动，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少？复习练习2、以初速度v0平抛出一个质量为m的物体，抛出后t秒内物体的动量变化是多少？应用动量定理求解相关问题归类分析：1简解多过程问题。例1、一个质量为m=2kg的物体,在F1=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平 面运动了t1=5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经 过t3=6s停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。2、求解平均力问题 例2、质量是60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护作用，最后使人悬挂在空中已知弹性安全带缓冲时间为1.2s，安全带伸直后长5m，求安全带所受的平均冲量（ g= 10ms2） 3、求解曲线运动问题 ：例3、 如图所示，以V010ms的初速度、与水平方向成300角抛出一个质量m2kg的小球忽略空气阻力的作用，g取10ms2求抛出后第2s末小球速度的大小 V03004、求解流体问题：例4、某种气体分子束由质量m=5.41026kg速度V460m/s的分子组成，各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回，如分子束中每立方米的体积内有n01.5X1020个分子，求被分子束撞击的平面所受到的压强 练习：一宇宙飞船以速度为V=1.0104 m/s在密度为=2.0105kg/m3的微陨石空中飞行，如果飞船的最大正截面积S=5.0 m2，且近似认为微陨石与飞船碰撞附着在飞船上，则飞船受微陨石的平均作用力为多大？5、对系统应用动量定理。系统的动量定理就是系统所受合外力的冲量等于系统总动量的变化。若将系统受到的每一个外力、系统内每一个物体的速度均沿正交坐标系x轴和y轴分解，则系统的动量定理的数学表达式如下：，对于不需求解系统内部各物体间相互作用力的问题，采用系统的动量定理求解将会使求解简单、过程明确。例5、如图所示， 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为V0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？m V0V/M 动量、动量定理的应用（作业）1、 一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程，进人泥潭直到停止的过程称为过程, 则( ) A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量 B、过程中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小 C、I、两个过程中合外力的总冲量等于零 D、过程中钢珠的动量的改变量等于零2、汽车座位上有弹簧圈，底座上有弹簧钢板，这是因为： （ ）A）弹簧可减小车辆受到的冲量