第1章碰撞与动量守恒1.1探究动量变化与冲量的关系1.理解冲量和动量的定义、公式、单位及矢量性理解冲量和动量的定义、公式、单位及矢量性.2.理解动量定理及其表达式理解动量定理及其表达式.3.能够利用动量定理解释有关现象，解决有关实际问题能够利用动量定理解释有关现象，解决有关实际问题 学习目标定位学习目标定位知识储备区3(1)质量质量m 速度速度v mv (2)pmv (3) kgm/s (4)相同相同4(1)力的作用时间力的作用时间 (2)IFt (3)Ns (4)力的方向力的方向知识链接知识链接新知呈现新知呈现5(1)合力的冲量合力的冲量 (2)IFtp学习探究区一、动量和冲量一、动量和冲量二、动量定理二、动量定理三、动量定理的应用三、动量定理的应用一、动量和冲量问题设计问题设计一一辆辆玩玩具具小小汽汽车车向向你你驶驶来来，碰碰了了你你一一下下，玩玩具具小小汽汽车车可可能能被被碰碰翻翻或或者者改改变变运运动动方方向向；假假如如一一辆辆大大汽汽车车以以同同样样的的速速度度向向你你驶驶来来，被被碰碰翻翻的的肯肯定定不不是是大大汽汽车车.这这说说明明运运动动物物体体产产生生的的效效果果不不仅仅与与速速度有关，而且与质量有关请阅读课本度有关，而且与质量有关请阅读课本“动量和冲量动量和冲量”，回答：，回答：(1)什么是动量？动量的方向如何确定？什么是动量？动量的方向如何确定？(2)什么是冲量？冲量的方向如何确定？什么是冲量？冲量的方向如何确定？答案答案见要点提炼见要点提炼要点提炼要点提炼1动量动量(1)定义式：定义式：pmv.(2)动量的矢量性：动量动量的矢量性：动量是是 量量，它的方向跟物体，它的方向跟物体的的 的的方向相同，遵循矢量运算法则方向相同，遵循矢量运算法则(3)动量是状态量：进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态动量是状态量：进行运算时必须明确是哪个物体在哪一状态(时刻时刻)的动量的动量(4)动量具有相对性：由于速度与参考系的选择有关，一般动量具有相对性：由于速度与参考系的选择有关，一般以以 为为参考系参考系矢矢速度速度v地球地球2冲量冲量(1)冲量的定义式：冲量的定义式：I .(2)冲量是冲量是 (填填“过程过程”或或“状态状态”)量，反映的是力在一段时量，反映的是力在一段时间内的积累效果间内的积累效果(3)冲量是矢量，冲量的方向跟冲量是矢量，冲量的方向跟 的方向相同的方向相同Ft过程过程合力合力F动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，它们有什么区别动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，它们有什么区别？它们之间数值的关系是怎样的？它们之间数值的关系是怎样的？延伸思考延伸思考答案答案动量动量pmv是是矢量，动能矢量，动能Ek mv2是标量，所以物体速是标量，所以物体速度度v变化变化(无论大小还是方向无论大小还是方向)，动量，动量p一定变化，但物体速度一定变化，但物体速度v变变化，动能化，动能Ek不一定变化不一定变化数值关系：数值关系：例例1 对于质量不变的物体，下列说法中正确的是对于质量不变的物体，下列说法中正确的是()A物体的动量改变，一定是速度大小改变物体的动量改变，一定是速度大小改变B物体的动量改变，一定是速度方向改变物体的动量改变，一定是速度方向改变C物体的运动速度改变，其动量一定改变物体的运动速度改变，其动量一定改变D物体的运动状态改变，其动量一定改变物体的运动状态改变，其动量一定改变解析解析动量是矢量，它的大小和方向两个因素中，只要有一个动量是矢量，它的大小和方向两个因素中，只要有一个因素发生变化，动量就会变化，故正确选项为因素发生变化，动量就会变化，故正确选项为C、D.CD例例2 质量为质量为0.6 kg的球以的球以8 m/s的速度与竖直墙壁碰撞，碰后的的速度与竖直墙壁碰撞，碰后的速度反向速度反向(向西向西)，大小也为，大小也为8 m/s.求球与墙壁碰撞前后的动量变求球与墙壁碰撞前后的动量变化量和动能变化量化量和动能变化量解析解析选与墙壁碰前的方向选与墙壁碰前的方向(向东向东)为正方向为正方向v18 m/sv28 m/spmv2mv10.6(88) kgm/s9.6 kgm/s即动量变化量大小为即动量变化量大小为9.6 kgm/s，方向向西，方向向西(与初动量方向相反与初动量方向相反)动能变化量为动能变化量为Ek答案答案见解析见解析返回返回二、动量定理设一个质量为设一个质量为m的物体，某一时刻速度为的物体，某一时刻速度为v0，在合外力，在合外力F作用下，作用下，经过一段时间经过一段时间t，速度变为，速度变为vt.试用牛顿第二定律和运动学公式推试用牛顿第二定律和运动学公式推导物体的动量改变量导物体的动量改变量p与合外力与合外力F及作用时间及作用时间t的关系的关系问题设计问题设计答案答案根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：Fma物体的加速度物体的加速度a 由由得：得：F整理得：整理得：Ftmvtmv0pp或或Ip.要点提炼要点提炼1动量定理的数学表达式：动量定理的数学表达式： 或或 ，其中其中F为物体所受为物体所受 2应用动量定理的分析思路应用动量定理的分析思路(1)明确研究对象和研究过程；明确研究对象和研究过程；(2)分析研究对象的受力情况，确定过程的初末状态；分析研究对象的受力情况，确定过程的初末状态；(3)选定正方向，根据动量定理列方程；选定正方向，根据动量定理列方程；(4)解方程或作定性讨论解方程或作定性讨论Ftmvtmv0Ip合力合力例例3 质量为质量为0.5 kg的弹性小球，从的弹性小球，从1.25 m高处自由下落，与地板高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为碰撞后回跳高度为0.8 m，设碰撞时间为，设碰撞时间为0.1 s，g取取10 m/s2.求小求小球对地板的平均冲力球对地板的平均冲力解析解析选小球为研究对象选小球为研究对象碰撞前的速度：碰撞前的速度：v0 5 m/s方向向下方向向下碰撞后的速度碰撞后的速度：vt 4 m/s方向向上方向向上取竖直向上为正方向，碰撞过程由动量定理得：取竖直向上为正方向，碰撞过程由动量定理得：(Nmg)tmvt(mv0)得：得：N mg 0.510 N50 N方向竖直向下方向竖直向下答案答案50 N，方向竖直向下，方向竖直向下返回返回三、动量定理的应用运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充运输易碎物品时包装箱内为什么放置碎纸、泡沫塑料等柔软填充物？钉钉子时用铁锤好还是用橡皮锤好？铺地板砖时呢？物？钉钉子时用铁锤好还是用橡皮锤好？铺地板砖时呢？问题设计问题设计答案答案物体的动量变化一定时，力的作用时间越短，力就越大，物体的动量变化一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之就越小运输易碎物品包装箱内填充碎纸、泡沫塑料等柔反之就越小运输易碎物品包装箱内填充碎纸、泡沫塑料等柔软填充物是为了延长作用时间以减小物品受到的作用力钉钉软填充物是为了延长作用时间以减小物品受到的作用力钉钉子时用铁锤好，因为它与钉子相碰的时间很短，可以对钉子产子时用铁锤好，因为它与钉子相碰的时间很短，可以对钉子产生较大的作用力而铺地板砖时，用橡皮锤较好，可以延长作生较大的作用力而铺地板砖时，用橡皮锤较好，可以延长作用时间，以减小作用力用时间，以减小作用力要点提炼要点提炼用动量定理解释的现象一般可分为以下两种：用动量定理解释的现象一般可分为以下两种：情况情况1：当：当p一定时，一定时，F ，物体所受的力的作用时间越，物体所受的力的作用时间越短，力就越短，力就越 情况情况2：当：当F一定时，一定时，Ftp，力的作用时间越短，力的冲量，力的作用时间越短，力的冲量越越 ，物体的动量变化就越，物体的动量变化就越 大大小小小小例例4人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地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这样做是为了()A减小冲量减小冲量B减小动量的变化量减小动量的变化量C延长与地面的冲击时间，从而减小冲力延长与地面的冲击时间，从而减小冲力D增大人对地面的压强，起到安全作用增大人对地面的压强，起到安全作用解析解析设人从高处跳到低处的高度是设人从高处跳到低处的高度是h，且视为自由落体运动，且视为自由落体运动，则落地前的速度则落地前的速度v ，与地接触后速度变为零，设作用时，与地接触后速度变为零，设作用时间为间为t.因落地前、后速度一定，故无论是否让脚尖先着地，人的因落地前、后速度一定，故无论是否让脚尖先着地，人的动量变化都相同，再根据动量定理知人受到的冲量相同，故动量变化都相同，再根据动量定理知人受到的冲量相同，故A、B错；选向下的方向为正方向，则根据动量定理有错；选向下的方向为正方向，则根据动量定理有Ntmgt0mv，得，得Nmg ，让脚尖先着地，可以使作用时间变长，让脚尖先着地，可以使作用时间变长，故人受到的冲力故人受到的冲力N变小，变小，C对；脚尖先着地，对地面压力减小，对；脚尖先着地，对地面压力减小，可接触面积也减小，人对地面的压强不一定增大，故可接触面积也减小，人对地面的压强不一定增大，故D错答错答案为案为C.答案答案C针对训练针对训练如图如图1所示，把重物所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓慢压在纸带上，用一水平力缓慢拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这些现象的正确说法是重物下抽出，解释这些现象的正确说法是()A在缓慢拉动纸带时，重物和纸带间摩擦力小在缓慢拉动纸带时，重物和纸带间摩擦力小B在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大C在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小图图1解析解析在缓慢拉动纸带时，重物与纸带之间是静摩擦力，在迅在缓慢拉动纸带时，重物与纸带之间是静摩擦力，在迅速拉动纸带时，它们之间是滑动摩擦力，静摩擦力可能比滑动速拉动纸带时，它们之间是滑动摩擦力，静摩擦力可能比滑动摩擦力小些，也可能大些，但相差不大可认为相同，故选项摩擦力小些，也可能大些，但相差不大可认为相同，故选项A、B错误缓慢拉动纸带时，作用时间长，静摩擦力的冲量大，错误缓慢拉动纸带时，作用时间长，静摩擦力的冲量大，重物的动量变化大，所以重物跟随纸带一起运动；迅速拉动纸重物的动量变化大，所以重物跟随纸带一起运动；迅速拉动纸带时，作用时间短，滑动摩擦力的冲量小，重物的动量变化小，带时，作用时间短，滑动摩擦力的冲量小，重物的动量变化小，所以重物几乎不动，故选项所以重物几乎不动，故选项C、D正确正确答案答案CD返回返回课堂要点小结返回返回自我检测区12341关于物体的动量，下列说法中正确的是关于物体的动量，下列说法中正确的是()A运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B物体的加速度不变，其动量一定不变物体的加速度不变，其动量一定不变C动量越大的物体，其速度一定越大动量越大的物体，其速度一定越大D物体的动量越大，其惯性也越大物体的动量越大，其惯性也越大1234解析解析本题侧重于准确理解动量的概念动量具有瞬时性，任本题侧重于准确理解动量的概念动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，选项一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，选项A正确正确加速度不变，则物体速度的变化率恒定，物体的速度均匀变加速度不变，则物体速度的变化率恒定，物体的速度均匀变化，故其动量也均匀变化，选项化，故其动量也均匀变化，选项B错误物体动量的大小由物错误物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故物体的动量大，其速度不一定大，选项物体的动量大，其速度不一定大，选项C错误惯性由物体的错误惯性由物体的质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，故选项一定越大，故选项D错误错误答案答案A12342从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是在草地上不容易打碎，其原因是()A掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动 量小量小B掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，而掉在草地上的玻璃掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，而掉在草地上的玻璃 杯动量改变小杯动量改变小1234C掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，而掉在草地上的玻璃掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，而掉在草地上的玻璃 杯动量改变慢杯动量改变慢D掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而 掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小答案答案CD12343质量为质量为m的钢球自高处落下，以速率的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰地，竖直向上弹回，碰撞时间为碰撞时间为t，离地的速率为，离地的速率为v2.在碰撞过程中，地面对钢球的冲在碰撞过程中，地面对钢球的冲量方向和大小为量方向和大小为()A向下，向下，m(v1v2)mgtB向下，向下，m(v1v2)mgtC向上，向上，m(v1v2)mgtD向上，向上，m(v1v2)mgt1234解析解析取竖直向上为正方向，如图所示，由动量定理取竖直向上为正方向，如图所示，由动量定理Ip得得(Nmg)tmv2m(v1)即即Imgtm(v2v1)则则Im(v2v1)mgt，方向竖直向上，方向竖直向上答案答案D12344一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测，据测算两车相撞前的速度约为算两车相撞前的速度约为30 m/s.则：则：1234(1)试求车祸中车内质量约试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？的人受到的平均冲力是多大？解析解析两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为移为0.5 m.设运动时间为设运动时间为t，根据，根据s ，得，得t根据动量定理根据动量定理Ftpmv0，得，得答案答案5.4104 N1234(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析解析若人系有安全带，则若人系有安全带，则答案答案1.8103 N1234