高二物理选修3-5第一章选编：熊美先审核：高二物理备课组课型：新授课时间_____ 班级_____ 小组_____ 姓名_____ 组内评价_____ 教师评价_____第一节动量、冲量和动量定理三维目标（一）知识与技能1、理解动量和动量变化的矢量性，会计算一条直线上的物体动量的变化。
2、理解冲量的意义和动量定理及其表达式。
3、能利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。
4、理解动量与动能、动量定理与动能定理的区别。
（二）过程与方法在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量。
（三）情感、态度与价值观培养逻辑思维能力，培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点：动量的变化。
课前预习1．冲量：在物理学中，物体受到的_____与力的__________的乘积叫做力的冲量，用公式表示为I＝______，冲量是____量，它的方向跟_____的方向相同，在国际单位制中的单位是______，符号是______。
2．动量：物体的______和______的乘积叫做动量，用公式表示为p＝_____，动量是-____量，它的方向跟______的方向相同，在国际单位制中的单位是_________，符号是-______。
3．动量的变化量：Δp=______，Δp是_____量，Δp的方向与_____的方向相同。
4．动量定理：物体所受_______的冲量等于物体_______________，这个结论叫动量定理。
5．动量定理的应用（1）物体的动量变化一定的情况下：力作用时间越短，力就越_____；作用时间越长，力就越_____。
（2）作用力一定的情况下：力的作用时间越长，动量的变化就越_____；力的作用时间越短，动量变化就越_____。
新课引入如图1所示，一个大人从你身旁走过，不小心碰了你一下，可以使你打个趔趄，甚至摔倒，大人则安然无事。
但是，如果碰你的是个小孩，尽管他走得跟那个大人一样快，打趔趄甚至摔倒的可能就是他。
根据前面所学习的牛顿第三定律知，大人和小孩受到的作用力的大小是相等的，那么两者为什么出现了不同的情况？可见，当我们考虑一个物体的运动效果时，只考虑运动速度是不够的，还必须把物体的质量考虑进去，那么mv是描述什么的物理量？课堂探究一、动量1、概念：p＝______，动量是_____量，它的方向与物体运动速度的方向一致。
只要m 的大小、v的大小和方向三者中任一因素发生了变化，物体的动量就改变。
2、思考：(1)动量除了具有矢量性外，还有什么性质？(2)物体动量的决定因素是什么？速度变化时，动量一定会变化吗？(3)动量和动能都是由质量和速度定义的物理量，两者间有什么区别和联系？【例题1】解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。
(1)质量为2 kg的物体，速度由3 m/s增大为6 m/s。
它的动量和动能各增大为原来的几倍？(2)质量为2 kg的物体，速度由向东的3 m/s变为向西的3 m/s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？(3)A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4m/s，方向向西。
它们的动量之和是多少？动能之和是多少？3、关于动量的理解（1）动量是_______量，具有_______性，p＝mv中的速度v是_______速度。
（2）动量具有_______性，因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量大小与参考系选取有关。
（3）动量和动能的区别与联系①区别：动量p是_____量，动能E k是_____量。
动能E k发生变化时，动量_______发生变化；动量发生变化时，动能_______变化（选填“一定”或者“不一定”）。
②联系：都是_______量，其相互关系为：E k＝_______， p＝_______。
练习1、甲、乙两物体的质量之比为m甲:m乙=1:4, 若它们在运动过程中的动能相等, 则它们动量大小之比p甲:p乙是( )A.1：1B.1：2C.1：4D.2：1二、动量的改变量1、定义：物体在某段时间内_______与_______的______差，Δp是矢量，方向与___-________的方向相同。
2、公式：Δp＝_______，是矢量式，Δp是过程量，___________是使动量发生改变的原因。
3、理解：（1）动量变化包括三种情况： ______变化， ______变化，或者_____________都发生变化。
（2）由于动量是矢量，动量的变化也是矢量，所以求动量的变化量时要应用平行四边形定则。
若初、末动量在同一直线上，则可将矢量运算转化为代数运算，此时可先选取正方向，再用正、负号表示p、p′（此时的正、负号仅表示方向，不表示大小）。
【例题2】质量为1.5 kg的物体，以4 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，求物体抛出时和落回抛出点时的动量及这段时间内动量的变化。
练习2、质量为2.0 kg的小球以10 m/s的水平速度与竖直墙壁碰撞后仍以8 m/s的水平速度反弹，在这一过程中，小球动量变化的大小是________。
三、冲量问题导引：如图2所示，同样的鸡蛋从同一高度落到沙坑和水泥地上，我们会看到不同的效果，为什么会这样呢？1、定义：______和力的_________的乘积叫作这个力的冲量。
2、表达式：I ＝______。
思考：做匀速圆周运动的物体的向心力，在物体运动一个周期内的冲量能用冲量的定义式求解吗？为什么？3、对冲量的理解（1）冲量是____量。
恒力的冲量方向与力的方向相同，对恒力的冲量，可由I ＝Ft 直接求出。
变力的冲量方向与力的方向却不一定相同，对变力的冲量，可借助动量定理间接求解。
（2）冲量是过程量，它是力在一段时间内对物体作用的累积效果，它取决于力和时间这两个因素。
所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
（3）冲量的单位：在国际单位制中，力F 的单位是____，时间t 的单位是____，所以冲量的单位是______。
动量和冲量的单位关系是1______＝______，但要区别使用。
【例题3】如图3，质量为m 的物体，静止在倾角为θ斜面上，作用时间为t ，下列说法正确的是( )A ．重力的冲量大小是mgtsinθB ．支持力的冲量大小是mgtcosθC ．合力的冲量大小为零D ．重力的冲量的方向竖直向下四、动量定理问题导引：如图4所示，跳高比赛时，在运动员落地处为什么要放很厚的海绵垫子？1、内容表述：物体所受________的冲量等于物体的______变化。
2、表达式： F 合t ＝______，或I 合＝Δp ＝__________。
3、动量定理的理解（1）研究对象：单个物体或可视为单个物体的系统。
（2）动量定理中定理中的力必须是物体所受的合力，定理中的冲量应是合外力的冲量。
（3）矢量性，对各矢量在同一条直线上的情况，可选取某一方向为正方向，用正、负号表示出各量，把矢量运算转变成代数运算。
（4）适用范围：变力或恒力，同时作用或分段作用，直线运动或曲线运动，动量定理都适用。
（5）因果关系：合外力的冲量是原因，物体动量的变化量是结果，反映了力对时间的积累效应。
（6）物体动量的变化率Δp Δt大小等于合外力，这是牛顿第二定律的另一种表达形式。
4、动量定理的应用：定性分析有关现象（1）物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小。
例如，①易碎物品包装箱内为防碎而放置的碎纸、刨花、塑料泡沫等填充物。
②冲床冲压工件时，冲头与工件碰撞时间很短，冲头与工件间产生很_____的作用力去冲压工件。
（2）作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越小。
例如，杂耍中，用铁锤猛击“气功师”身上的石板令其碎裂，作用时间很短，铁锤对石板的冲量很小，石板的动量几乎不变，“气功师”才不会受伤害。
思考讨论：（1）鸡蛋从同一高度自由下落，第一次落在地板上，鸡蛋被打破；第二次落在泡沫塑料垫上，没有被打破。
这是为什么？（2）某同学把压在木块下面的纸条抽出来，第一次快速抽出来，木块几乎不动，第二次较慢地抽出来，木块反而被拉动了，这是为什么？（3）为保证驾乘人员的安全，车内人员都必须带上安全带，有的汽车在相关部位还装了安全气囊。
这些措施可以起到延长_______，减小_______作用，减轻交通事故对车内人员的伤害。
【例题4】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Ⅰ，进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，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Ⅱ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、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零练习3、从同一高度由静止落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在棉花上不易碎，这是因为玻璃杯掉在棉花上时( )A.所受合外力的冲量小B.受到作用力小C.动量的变化量小D.动量的变化率大【例题5】质量是40 kg的铁锤从5 m高处落下，打在水泥桩上，跟水泥桩撞击的时间是0.05 s，撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大？随堂训练1．（多选）列说法中正确的是( )A.做匀速圆周运动的物体的动量不变B.速度变化了动量必定变化C.动量变化了速率必定变化D.凡是做曲线运动的物体动量都在变化2．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于( )A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C.人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小3．对于任何运动的物体，用一不变的力制动使它停止运动，所需要的时间取决于物体的( )A.速度B.惯性C.动量D.质量4．（多选）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5．用20 N的拉力竖直向上拉重为15 N的物体，2 s内物体所受合力的冲量大小为( )A.70 N·sB.5 N·sC.40 N·sD.10 N·s6．（多选）恒力F作用在质量为m的物体上，如图5所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经过时间t，下列说法正确的是( )A.拉力F对物体的冲量大小为零B.拉力F对物体的冲量大小为FtC.拉力F对物体的冲量大小是FtcosθD.合力对物体的冲量大小为零7．动量相等的甲、乙两车，刹车后沿两条水平路面滑行。
若两车质量之比m甲:m乙=2:1，路面对两车的阻力相同，则两车的滑行时间之比为( )A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.1∶48．质量为m的物体，以v0的初速度沿斜面上滑，到达最高点处返回原处的速度为v，且v＝0.5v0，则( )A.上滑过程中重力的冲量比下滑时大B.上滑时和下滑时支持力的冲量都等于零C.合力的冲量在整个过程中大小为1.5mv0D.整个过程中物体动量变化量为0.5mv09．质量为m的铜球自高处落下，以速度v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速度为v2。