高中物理人教版 (新课标)选修36 用动量概念表示牛顿第二定律导学案

16.6用动量概念表示牛顿第二定律

【学习目标】

1、知识与技能

（1）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；

（2）会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。

2、过程与方法：运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。

3、情感、态度与价值观：通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。

【自主学习】

想一想：如右图所示，用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果把细线换成皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了，这是为什么呢？

点一点：如右图所示一质量为m物体在恒力作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动，在加速度的定义得：，故物体受到的恒力表示为F=ma，即物体所受到的力等于动量的变化率。

填一填：上式变形可得到：，在物理学中把力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，用I表示，单位为N·ｓ，则该物理量反应了力的作用对时间的积累效应，故它是一个过程量，对应于一段时间或一段位移。注意处于平衡状态物体的各个力在一段时间内的冲量均不为零，但由于合外力为零，故合外力的冲量为零。

填一填：上式又可变形为：I＝，该式称为动量定理，即：物体在一个过程始末的动量的变化量等于它在这个过程中所受力的冲量。

议一议：动量定理虽是在恒力作用下推导得出的结论，但对于变力情况也是适用，不过此时力可理解为平均力。这就拓宽动量定理的应用范围，与牛顿第二定律相比较应用更为方便、简单，原因是在应用过程中不需要考虑某一时刻的瞬时速度。

想一想：在物体动量的变化量一定的情况下，物体所受力的越大，所用时间就越短，物体所受的力越小，所用时间就越长，这在生活中有着广泛的应用。跳高运动员在落地过程中，运动员常常通过双腿弯曲来延长与地面的作用时间，以减小双脚与地面的作用力，从而保护了双腿。生活中我们用把绳子拉断要猛的一拉，就是通过缩短力的作用时间而增大了作用力的效果。

议一议：动量和动能都是由质量和速度所共同决定的量，它们的区别动量是矢量，而动量是标量，它们分别描述了物体处于同一状态的不同方面的特点，当物体处于同一状态时两物理量在数值上的关系为：ｐ＝或Eｋ＝，这种关系在微观或粒子的研究中有着广泛的应用。

【典例剖析】

【课堂训练】

1、在物理学中，我们把物体受到的力与力的______________的乘积________叫冲量。用公式表示为______________。冲量是_________量，它的方向是____________________，国际单位是______________。

2、冲量是物体___________变化的量度，一个物体所受合外力的冲量等于物体____________的变化量，这叫___________定理。

3、一质量为2kg的物体以5m/s的速度在光滑水平面上运动，某时刻受到一个大小为10N、方向与物体运动方向相同的水平恒力作用，作用5s时间后，物体的速度大小为_____________，这5s时间内，物体动量的变化量为_____________。

4、下列说法中正确的是  (       )

A．物体只有受到冲量，才会有动量           B．物体受到冲量，其动量大小必定改变

C．物体受到冲量越大，其动量也越大         D．做减速运动的物体，受到的冲量的方向与动量变化的方向相同

5、某物体受到－6N·s的冲量作用，则  (       )

A．物体的动量增量一定与规定的正方向相反   B．物体原来的动量方向一定与这个冲量方向相反

C．物体的末动量一定是负值                 D．物体的动量一定减小

6、下面关于物体动量和冲量的说法正确的是    (       )

A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大    B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变

C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向  D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快

7、在任何相等时间内，物体动量的变化总是相等的运动是     (       )

A．匀变速直线运动                        B．匀速圆周运动  

C．自由落体运动                        D．平抛运动

8、子弹水平射入一个置于光滑水平面上的木块，则 (       )

A．子弹对木块的冲量大小必大于木块对子弹的冲量大小 

B．子弹受到的冲量和木块受到的冲量大小相等

C．当子弹与木块以同一速度运动后，子弹与木块的动量一定相等

D．子弹与木块的动量变化量大小相等、方向相反

9、质量为m的物体以初速度v0做平抛运动，经过时间t，下落的高度为h，速度大小为v，在这段时间内，该物体的动量变化量大小为  (       )

A．mv－mv0         B．mgt          C．    D．

10、一个力作用在A物体上，在t时间内A速度的增量为6m/s，这个力作用在B物体上时，在t时间内B速度的增量为9m/s，若把A、B两物体连在一起，再用此力作用t时间，则A、B整体速度的增量为 (       )

A．15m/s              B．0.28m/s      C．3.6m/s         D．3.0m/s

11、一粒钢球从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，若将它在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，那么  (       )

A.在过程Ⅰ中，钢球动量的改变量等于重力的冲量

B.在过程Ⅱ中，钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ和Ⅱ中重力的冲量大小

C.在过程Ⅱ中，钢球所受阻力的冲量大小等于在过程Ⅰ中重力的冲量大小

D.在整个过程中.钢球所受合外力的总冲量为零

12、跳远场地上为什么要用沙坑？玻璃杯掉到水泥地面上为什么容易碎？

13、自动步枪每分钟能射出600颗子弹，每颗子弹的质量为20g，以500m/s的速度射击枪口，求因射击而使人受到的反冲力的大小。

14、如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子，打击时铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度为零，设打击时间为0.01s。（1）不计铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？（2）考虑铁锤的重量，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？（3）你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤的重量？

【答案】

1、作用时间，Ft，I＝Ft，矢，力的方向，N·s   2、动量，动量，动量   3、30m/s，50N·s             

4、D   5、A   6、BC   7、ACD   8、BD   9、BCD   10、C   11、ABD   12、根据动量定理，在动量变化量相同的情况下，力作用的时间越长，力越小；反之，力越大   13、100N       14、（1）200N（2）205N（3）当碰撞的时间极短时