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1、第一章第一章 动量和动量守恒定律动量和动量守恒定律学习目标物理与STSE1能从牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的表达式2理解动量定理的确切含义，知道动量定理适用于变力3会用动量定理解释有关现象和处理有关的问题体操运动员从高处 在行车过程中发生落到低处时，为了 碰撞事故时，汽车安全，一般都要屈 的安全气囊往往对腿 司机起到有效的保 护作用知识点一动量定理的推导1内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量2公式：Ftmvtmv03理解：(1)动量定理表明合外力的冲量是动量变化的原因(2)动量定理的表达式Ftmv1mv0是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同(3)公式中的F是物体
2、所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值4适用：不但适用于恒力，也适用于变力知识点二动量定理的应用1只考虑物体相互作用的始末状态，不考虑具体过程和细节2要想得到很大的冲击力就要设法缩短冲击力的作用时间3要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法延长其作用时间 核心素养物理观念动量定理科学思维利用牛顿第二定律建立动量和合力之间的关系，让学生掌握物理学的研究方法，认识物理模型在物理学中的作用科学探究应用动量定理处理一些与生产和生活相关的实际问题，在分析、解决问题的过程中培养学生的交流、合作能力科学态度与责任通过学生利用科学的知识解释生活中的现象，培养学生的成就感，以及学习
3、物理的兴趣，并逐步形成科学严谨、实事求是的探究学习态度 小试身手1(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s，则被撞死的兔子的奔跑速度可能是(g取10 m/s2)()A1 m/sB1.5 m/sC2 m/s D2.5 m/s解析：根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有Ft0mv，所以v2 m/s.速度大于或等于2 m/s都符合题意答案：CD2篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球接球时，两手随球迅速收缩至胸前这样做可以()A减小球对手的冲量B减小球对手的冲击力C减小球的
4、动量变化量D减小球的动能变化量解析：由动量定理Ftp知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项B正确答案：B探究一对动量定理的理解1表达式：Ftmvtmv0.2动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因3式子中的Ft应是总冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段冲量的矢量和4动量定理具有普遍性，即不论物体的运动轨迹是直线还是曲线，作用力不论是恒力还是变力，几个力作用的时间不论是相同还是不同都适用5动量定理反映了动量变化量与合外力冲量的因果关系：冲量是因，动量变化是果【典例1】一辆轿车强行超车时
5、，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速度约为30 m/s.则：(1)车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？(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1 s，求这时人体受到的平均冲力核心点拨(1)第(1)问中要求“人受到的平均冲力”需先求时间，求时间只求减速位移为0.5 m的时间即可，而不是两车位移相加再求时间(2)求出碰撞时间，根据动量定理求解平均冲击力即可用动量定理解题的基本思路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，运动员入水后到最低点的运动过程记为，忽
6、略空气阻力，则运动员()A过程的动量改变量等于零B过程的动量改变量等于零C过程的动量改变量等于重力的冲量D过程的动量改变量等于重力的冲量解析：过程中运动员只受重力，由动量定理得mgtp，动量改变量等于重力的冲量，故A错误，C正确；过程中运动员受到重力和水对运动员的作用力，由动量定理知过程中运动员动量的改变量等于合力的冲量，故B、D错误答案：C2人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况若手机质量为120 g，从离人眼约20 cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s，取重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是()A
7、手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48 kgm/sB手机对眼睛的冲量大小约为0.48 NsC手机对眼睛的冲量方向竖直向上D手机对眼睛的作用力大小约为0.24 N3一个质量为60 kg的男孩从高处跳下，以5 m/s的速度竖直落地(1)男孩落地时屈膝，用了1 s停下来，求男孩落地时受到的平均作用力；(2)假如男孩落地时没有屈膝，只用了0.1 s就停下来，求男孩落地时受到的平均作用力(g取10 m/s2)解析：(1)分析男孩落地时的受力情况：重力G方向竖直向下，地面对他的作用力FN方向竖直向上(如图)屈膝落地受力分析：选向上的方向为正方向，落地时速度v15 m/s，落地后的速度v20，这一过程
8、经历的时间t1 s由动量定理得(FNmg)tmv2mv1mv1，探究二动量定理的应用用动量定理解释现象(1)物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；作用时间越长，力就越小(2)作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小【典例3】(多选)对下列物理现象的解释，正确的是()A击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力D在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零解析：击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，
9、是为了延长人与地的接触时间，A、B不正确；据动量定理Ftp知，当p相同时，t越长，作用力越小，C正确；车能否移动或运动状态能否改变取决于合外力的作用，与内部作用无关，D正确答案：CD2应用动量定理求解变力的冲量【典例4】如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为m的木块以速度v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小为()AI0BImv0CI2mv0 DI3mv03应用动量定理求解多过程问题【典例5】在水平力F30 N的作用力下，质量m5 kg的物体由静止开始沿水平面运动已知物体与水平面间的动摩
10、擦因数0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)解析：选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、末状态的物体速度都等于零取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得(Fmg)t1(mg)t20，解得t212 s.答案：12 s4利用动量定理求解流体问题。【典例6】图甲为公园里有一水托石球的景观，高速喷出的水流将一质量为M的石球悬停在空中为方便计算，如图乙所示，假设高压水流从横截面积为S的喷口持续竖直向上喷出，接触面可近似看成平板；水流冲击到石球底部后，水在竖直方向的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开忽略空气阻力，已知水的密度为，重力加速
11、度大小为g.则高压水流的速度v可表示为()4.央视网报道，2019年8月15日，俄罗斯某公司一架客机在莫斯科起飞后不久遭遇多只飞鸟撞击，导致两台发动机起火引擎失灵，迫降在离机场不远的一片玉米地里假设客机撞飞鸟时飞行速度约为1 080 km/h，小鸟的质量约为0.5 kg，撞击时间约为0.01 s，估算飞机受到的撞击力为()A540 N B54 000 NC15 000 N D15 N5高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”高空抛物是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害有人曾做过一个实验，将一枚50 g的鸡蛋从8楼(距离地面20 m)无初速度释放，若鸡蛋与地面的作用时间为t1.0102 s，鸡蛋与地面撞击后速度变为零，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)鸡蛋下落过程中动量变化的大小p；(2)鸡蛋与地面碰撞的过程中，鸡蛋受到的平均撞击力的大小F.
