人教版高考物理一轮复习第6章第1讲动量和动量定理PPT课件

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1.理解冲量和动量。通过理论推导和实验,理解动量定理和动量守恒定律,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。2.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。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。3.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。
1.通过探究碰撞过程的守恒量,在初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上,通过碰撞现象拓展对物理世界的认识和理解。2.通过实验探究和理论推导,经历科学论证过程,理解动量定理的物理实质,形成正确的科学思维。3.能从理论推导与实验验证角度,理解动量守恒定律,深化对物体间相互作用规律的理解,形成正确的物理观念与科学思维。4.充分研究碰撞、反冲、爆炸等运动,能正确构建物理模型,应用动量、能量关系分析这些模型,培养科学推理能力。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
1.定义:运动物体的质量和速度的乘积叫作物体的动量,通常用p来表示。2.表达式:p=mv。3.单位:kg·m/s。4.标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同。
1.定义:力和力的作用时间的乘积叫作这个力的冲量。2.公式:I= Ft 。3.单位:冲量的单位是牛·秒,符号是N·s。4.方向:冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同。
1.内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。2.表达式:Ft=Δp=p'-p。3.矢量性:动量变化量的方向与合外力的方向相同,可以在某一方向上用动量定理。
追本溯源在光滑水平面上一个质量为m的物体在水平外力F作用下做匀加速直线运动,速度由v1增大到v2,所用的时间为t。请结合该情景根据力做功的定义推导动量定理的表达式。
1.思考判断(1)动量是矢量,其方向与物体速度的方向相同。( )(2)物体的动量越大,其惯性也越大。( )(3)物体所受合力不变,则动量也不改变。( )(4)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零。( )(5)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同。( )(6)物体所受合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向一致。( )
2.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )A.10 kg·m/sB.-10 kg·m/sC.40 kg·m/sD.-40 kg·m/s
解析:动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正方向,则小球的初动量p1=mv1=25 kg·m/s,末动量p2=mv2=-15 kg·m/s,所以动量的变化Δp=p2-p1=-40 kg·m/s,D正确。
3.(多选)如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面,达到最高点后又滑回原处,所用时间为t。对于这一过程,下列判断正确的是( )A.斜面对物体的弹力的冲量为零B.物体受到的重力的冲量大小为mgtC.物体受到的合力的冲量大小为零D.物体动量的变化量大小为mgsin θ·t
解析:由冲量的表达式可知,斜面对物体的弹力的冲量为mgcs θ·t,选项A错误。物体受到的重力的冲量大小为mgt,选项B正确。物体回到斜面底端的速度大小仍为v,方向与初速度方向相反,故根据动量定理可知,物体受到的合力的冲量大小为2mv,选项C错误。因整个过程中物体所受的合力为mgsin θ,则根据动量定理可知,物体动量的变化量大小为mgsin θ·t,选项D正确。
整合构建1.冲量的计算方法(1)计算冲量可以使用定义式I=Ft,此方法仅限于计算恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态。(2)利用F-t图像计算,F-t图线与x轴和y轴围成的面积可以表示冲量,该种方法可以计算变力的冲量。
2.动量、动能、动量变化量的比较
训练突破1.右图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图,运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ,入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ,忽略空气阻力,则运动员( )A.过程Ⅰ的动量改变量等于零B.过程Ⅱ的动量改变量等于零C.过程Ⅰ的动量改变量等于重力的冲量D.过程Ⅱ的动量改变量等于重力的冲量
解析:过程Ⅰ中动量改变量等于重力的冲量,即为mgt,不为零,故A错误,C正确。运动员入水前的速度不为零,末速度为零,过程Ⅱ的动量改变量不等于零,故B错误。过程Ⅱ的动量改变量等于合外力的冲量,不等于重力的冲量,故D错误。
2.(2020·河南九师联盟高考密卷)颠球是足球运动基本技术之一。一质量为400 g的足球用脚颠起后,竖直向下以4 m/s的速度落至水平地面上,再以3 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,在足球与地面接触的时间内,关于足球动量变化量Δp和合外力对足球做的功W,下列判断正确的是( )A.Δp=1.4 kg·m/s,W=-1.4 JB.Δp=-1.4 kg·m/s,W=1.4 JC.Δp=2.8 kg·m/s,W=-1.4 JD.Δp=-2.8 kg·m/s,W=1.4 J
整合构建1.理解动量定理的要点(1)应用动量定理时,研究对象既可以是单一物体,也可以是系统。当研究对象为系统时,不考虑内力的冲量。(2)求合力的冲量的方法有两种:第一,先求合力再求合力冲量;第二,求出每个力的冲量,再对冲量求矢量和。(3)动量定理是矢量式,列方程之前先规定正方向。
2.用动量定理解释现象(1)Δp一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小。(2)F一定,此时力的作用时间越长,Δp就越大;力的作用时间越短,Δp就越小。分析问题时,要把哪个量不变,哪个量变化搞清楚。3.动量定理的两个重要应用(1)应用I=Δp求变力的冲量。(2)应用Δp=FΔt求动量的变化量。
【典例】 如图所示,一质量为m的滑块在固定于竖直平面的半径为R的光滑轨道内运动。若滑块在圆心等高处C点由静止释放,则滑块从C点到达最低点B的过程中所受合力的冲量大小为多少?方向如何?
思维点拨已知滑块的初速度和末速度,由动量定理即可求出滑块受到的合外力的冲量。
方法技巧动量定理的应用技巧(1)应用I=Δp求变力的冲量如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp,等效代换得出变力的冲量I。(2)应用Δp=FΔt求动量的变化例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(Δp=p2-p1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂。如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换得出动量的变化。
训练突破3.如图所示,一高空作业的工人重为600 N,系一条长为l=5 m的安全带,若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1 s,g取10 m/s2,则安全带受到的平均拉力是多少?